JP2023536379A - Organic-inorganic hybrid complex and coating composition containing the same, separator, secondary battery, battery module, battery pack and power consumption device - Google Patents

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Abstract

本出願は、二次電池用セパレータコーティングに適用できる有機-無機ハイブリッド型錯体を提供し、この有機-無機ハイブリッド型錯体は、式(I)で表される基本単位を少なくとも一つの空間方向に沿って周期的に組み立てて構成され、[Lx-i□i][MaCb]・Az(I)式中、i/x*100%によって表される欠陥パーセントは1%から30%である。本出願は、この錯体を含むコーティング組成物、このコーティング組成物で形成されたコーティング及びこのコーティングを含む二次電池用セパレータとこのセパレータを含む二次電池、電池モジュール、電池パックと装置をさらに提供する。コーティングに本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体を適用することにより、二次電池用セパレータの電解液浸潤性が向上するとともに、電解液保持率が向上することによって、二次電池のレート性能及びサイクル寿命を改善する。The present application provides an organic-inorganic hybrid complex that can be applied to a separator coating for secondary batteries, and this organic-inorganic hybrid complex has basic units represented by formula (I) arranged along at least one spatial direction. The defect percentage represented by i/x*100% in the formula [Lx-i□i][MaCb].Az(I) is from 1% to 30%. The present application further provides a coating composition including this complex, a coating formed with this coating composition, a separator for a secondary battery including this coating, and a secondary battery, battery module, battery pack, and device including this separator. do. By applying the organic-inorganic hybrid complex of the present application to the coating, the electrolyte permeability of the separator for secondary batteries is improved, and the electrolyte retention rate is improved, thereby improving the rate performance and cycle of the secondary battery. Improve lifespan.

Description

本出願は、二次電池技術分野に関し、特に二次電池セパレータのコーティングの形成に用いる可能な有機-無機ハイブリッド型錯体、この錯体を含むコーティング組成物、このコーティング組成物で形成されたコーティング、このコーティングを含む二次電池用セパレータ、及びこのセパレータを含む二次電池、電池モジュール、電池パックと電力消費装置に関する。 The present application relates to the field of secondary battery technology, and more particularly to possible organic-inorganic hybrid complexes for forming coatings on secondary battery separators, coating compositions comprising these complexes, coatings formed with these coating compositions, The present invention relates to a secondary battery separator including a coating, and a secondary battery, battery module, battery pack and power consumption device including the separator.

リチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高く、サイクル寿命が長く、記憶効果がないなどの利点を有し、数多くの消費電子製品に広く適用されている。近年、電気自動車とエネルギー貯蔵システムの不断の発展に伴い、リチウムイオン二次電池のエネルギー密度に対する要求も高まっている。 Lithium-ion secondary batteries have advantages such as high energy density, long cycle life and no memory effect, and are widely applied in many consumer electronic products. In recent years, with the continuous development of electric vehicles and energy storage systems, the demand for the energy density of lithium-ion secondary batteries has also increased.

二次電池は、電池が放電した後、充電することで活物質を活性化して使用し続けることが可能な電池を指す。通常、二次電池は、正極板と、負極板と、セパレータと、電解質と、溶媒とを含む。電池の充放電過程において、活性イオンは、正極板と負極板との間で往復して吸蔵及び放出される。正極板と負極板との間にはセパレータが設置されている。セパレータは、リチウムイオン電池の重要な構成要素であり、通常、ナノスケールの微細孔を有する高分子機能材料である。セパレータの主な機能は、電解質イオンを通過させるとともに、両極の接触による短絡を防止することである。具体的には、セパレータは、電子に対して絶縁し、内部での短絡を防止するとともに、活性イオンを透過させ且つ正負極の間で移動させることができる。セパレータの性能により、電池の界面構造、内部抵抗などが決まるため、電池の容量、サイクル及び安全性能に直接影響を与える。 A secondary battery refers to a battery that can be used continuously by activating the active material by charging after the battery is discharged. A secondary battery typically includes a positive plate, a negative plate, a separator, an electrolyte, and a solvent. During the charging and discharging process of the battery, active ions are intercalated and deintercalated between the positive and negative plates. A separator is installed between the positive electrode plate and the negative electrode plate. A separator is an important component of a lithium-ion battery and is usually a polymeric functional material with nanoscale pores. The main function of the separator is to allow electrolyte ions to pass through and to prevent short circuits due to contact between the two electrodes. Specifically, the separator can insulate against electrons, prevent internal short circuits, and allow active ions to permeate and move between the positive and negative electrodes. Since the performance of the separator determines the interfacial structure and internal resistance of the battery, it directly affects the capacity, cycle and safety performance of the battery.

現在、商品化されているリチウムイオン電池セパレータ製品は、ポリオレフィン材料、特にポリオレフィン微細孔膜を多く使用し、ポリエチレン(PE)単層膜と、ポリプロピレン(PP)単層膜と、PPとPEとを複合して形成されたPP/PE/PP多層微細孔膜とを含む。これらのポリオレフィン微細孔膜は、電解液に対する浸潤性が不良であり、生産中の注液困難を引き起こし、且つ分極が増加し、電池のパワー密度及びサイクル寿命を低下させていた。 At present, commercialized lithium-ion battery separator products mostly use polyolefin materials, especially polyolefin microporous membranes. PP/PE/PP multi-layer microporous membrane formed compositely. These polyolefin microporous membranes have poor electrolyte wettability, causing pouring difficulties during production and increased polarization, reducing battery power density and cycle life.

従来技術においては、イオン伝導性コーティング、例えばセラミックコーティングを使用して浸潤性を向上させてきた。しかしながら、これらのコーティングの製造は、焼成が必要であり、プロセスが煩雑であり、特に浸潤性の向上における効果には限りがあることから、電池のレート性能、サイクル寿命の改善効果が不十分である。また、さらに耐高温金属-有機フレーム材料(MOF)をコーティングの主材料として使用して浸潤性を向上させてきた。しかしながら、MOF材料コーティングを使用してセパレータの浸潤性を向上させる場合、このような向上は、セパレータ空隙率の増加、即ち比表面積の増加のみに依存しており、実際には材料自体からの寄与が非常に少ないため、MOF材料コーティングセパレータの浸潤性は、依然として向上する必要がある。 In the prior art, ion-conducting coatings, such as ceramic coatings, have been used to improve wettability. However, the production of these coatings requires baking, the process is complicated, and the effect of improving wettability is particularly limited, so the effect of improving battery rate performance and cycle life is insufficient. be. In addition, high temperature resistant metal-organic frame materials (MOFs) have been used as the main coating material to improve wettability. However, when MOF material coatings are used to improve the wettability of the separator, such improvement depends only on the increase in separator porosity, i.e., the increase in specific surface area, and in fact the contribution from the material itself. is very low, the wettability of MOF material-coated separators still needs to be improved.

背景技術に存在する上記問題に鑑み、本出願は、電解液浸潤性を改善するという効果を有するとともに、電解液保持率を向上させることによって分極を低下させ、二次電池のパワー密度を改善し、且つサイクル寿命を延長することができる、二次電池セパレータに用いられるコーティング材料を提供することを目的としている。 In view of the above-mentioned problems existing in the background art, the present application has the effect of improving electrolyte wettability, reduces polarization by improving electrolyte retention rate, and improves power density of secondary batteries. It is an object of the present invention to provide a coating material used for a secondary battery separator that can extend the cycle life.

上記目的を実現させるために、一側面として、本出願は、有機-無機ハイブリッド型錯体を提供し、前記有機-無機ハイブリッド型錯体は、式(I)で表される基本単位を少なくとも一つの空間方向に沿って周期的に組み立てて構成される。
[Lx-i][M]・A(I)
In order to achieve the above object, as one aspect, the present application provides an organic-inorganic hybrid complex, wherein the organic-inorganic hybrid complex comprises at least one space It is constructed by cyclically assembling along the direction.
[L x−ii ][M a C b ]·A z (I)

ただし、式(I)において、Mは第1の遷移系金属元素を表し、Cは任意選択的にMと金属クラスターを形成可能な原子、原子団、又はアニオンを表し、Lは金属M又は金属クラスターMと配位結合を形成可能な有機配位子、特に有機架橋配位子を表し、□は配位子欠陥を表し、Aは吸蔵及び放出可能な原子又はカチオンを表す。xは1から4の数値を取ってもよく、さらに任意選択的に、1から3の数値を取ってもよく、aは0より大きく4以下の数値を取ってもよく、さらに任意選択的に、1から4の数値を取ってもよい。zは0から2の数値を取ってもよく、さらに任意選択的に、0から1の数値を取ってもよい。式(I)において、0<i<x、且つ0≦b:a≦1という関係を満たしてもよい。 However, in formula (I), M represents the first transition metal element, C optionally represents an atom, atomic group, or anion capable of forming a metal cluster with M, and L represents a metal M or a metal represents an organic ligand capable of forming a coordinate bond with the cluster M a C b , especially an organic bridging ligand, □ represents a ligand defect, and A represents an atom or cation capable of occlusion and release. x can take a number from 1 to 4, and can also optionally take a number from 1 to 3, and a can take a number greater than 0 and up to and including 4, and further optionally , may take a number from 1 to 4. z may take a number from 0 to 2, and optionally from 0 to 1. In formula (I), the relationships 0<i<x and 0≤b:a≤1 may be satisfied.

本出願において、欠陥パーセントi/x*100%を使用して、理想的な無欠陥晶体構造に対する本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体の欠陥度合いを表す。前記欠陥パーセントは約1%から約30%であってもよい。 In this application, defect percentage i/x*100% is used to express the degree of defect of the organic-inorganic hybrid complexes of this application relative to an ideal defect-free crystalline structure. The defect percentage may be from about 1% to about 30%.

一実施形態において、前記欠陥パーセントは、約2%から約20%であってもよい。一実施形態において、前記欠陥パーセントは、約2.5%から約18%であってもよい。一実施形態において、前記欠陥パーセントは、約5%から約10%であってもよい。 In one embodiment, the defect percentage may be from about 2% to about 20%. In one embodiment, the defect percentage may be from about 2.5% to about 18%. In one embodiment, the defect percentage may be from about 5% to about 10%.

一実施形態において、式(I)において、1/2≦x:a≦3という関係を満たしてもよい。 In one embodiment, in formula (I), the relationship 1/2≦x:a≦3 may be satisfied.

一実施形態において、式(I)において、aとbとの間の割合は、1/4≦b:a≦1を満たしてもよい。 In one embodiment, in formula (I), the ratio between a and b may satisfy 1/4≦b:a≦1.

一実施形態において、MはSc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、CuとZnのうちの一つ又は複数から選択されてもよい。さらに任意選択的に、MはMn、Fe、Co、CuとZnのうちの一つ又は複数から選択されてもよい。 In one embodiment, M may be selected from one or more of Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and Zn. Further optionally, M may be selected from one or more of Mn, Fe, Co, Cu and Zn.

一実施形態において、Cは-O-、=O、O2-、S2-、F、Cl、Br、I、CO、-OHとOHのうちの一つ又は複数から選択されてもよい。さらに任意選択的に、Cは-O-又は-OHであってもよい。 In one embodiment, C is selected from one or more of -O-, =O, O2- , S2- , F-, Cl- , Br- , I- , CO, -OH and OH- may be More optionally, C may be -O- or -OH.

一実施形態において、有機架橋配位子Lはシアノ基、ベンズイミダゾール系配位子、ポルフィリン系配位子、ピリジン系配位子、ピラゾール系配位子、ピリミジン系配位子、ピペリジン系配位子、ピロリジン系配位子、フラン系配位子、チオフェン系配位子、ピラジン系配位子、ピペラジン系配位子、ピリダジン系配位子、トリアジン系配位子、テトラジン系配位子、インドール系配位子、キノリン系配位子、モルホリン系配位子、カルバゾール系配位子とポリカルボン酸系配位子のうちの少なくとも一つから選択されてもよい。前記有機架橋配位子Lにおける一つ又は複数水素原子は、任意選択的に、一つ又は複数の置換基で置換され、前記置換基は、それぞれシアノ基、ニトロ基、アミノ基、アルデヒド基、カルボキシル基、ハロゲン、C1-C6アルコキシ基、C1-C6ヒドロキシアルキル基、C1-C6アルコキシ基、C2-C6アルケニル基、C2-C6アルキニル基、C3-C8シクロアルキル基、C6-C10アリール基、C6-C10ヘテロアリール基及びその任意の組み合わせのうちの少なくとも一つから独立して選択されてもよい。一実施形態において、有機架橋配位子Lはシアノ基、ベンズイミダゾール系配位子とポリカルボン酸系配位子のうちの少なくとも一つから選択されてもよい。一実施形態において、有機架橋配位子Lはシアノ基、ベンズイミダゾール系配位子、トリメシン酸系配位子とテレフタル酸系配位子のうちの少なくとも一つから選択されてもよい。一実施形態において、有機架橋配位子Lはシアノ基、5-クロロベンズイミダゾール配位子(cbIm)、トリメシン酸配位子(BTC)、テレフタル酸配位子(BDC)とトリス(2-ベンズイミダゾールメチル)アミン配位子(NTB)のうちの少なくとも一つから選択されてもよい。 In one embodiment, the organic bridging ligand L is a cyano group, a benzimidazole-based ligand, a porphyrin-based ligand, a pyridine-based ligand, a pyrazole-based ligand, a pyrimidine-based ligand, a piperidine-based ligand. pyrrolidine-based ligands, furan-based ligands, thiophene-based ligands, pyrazine-based ligands, piperazine-based ligands, pyridazine-based ligands, triazine-based ligands, tetrazine-based ligands, It may be selected from at least one of indole-based ligands, quinoline-based ligands, morpholine-based ligands, carbazole-based ligands, and polycarboxylic acid-based ligands. One or more hydrogen atoms in said organic bridging ligand L are optionally substituted with one or more substituents, said substituents being respectively a cyano group, a nitro group, an amino group, an aldehyde group, carboxyl group, halogen, C1-C6 alkoxy group, C1-C6 hydroxyalkyl group, C1-C6 alkoxy group, C2-C6 alkenyl group, C2-C6 alkynyl group, C3-C8 cycloalkyl group, C6-C10 aryl group, C6 may be independently selected from at least one of -C10heteroaryl groups and any combination thereof. In one embodiment, the organic bridging ligand L may be selected from at least one of a cyano group, a benzimidazole-based ligand and a polycarboxylic acid-based ligand. In one embodiment, the organic bridging ligand L may be selected from at least one of a cyano group, a benzimidazole-based ligand, a trimesic acid-based ligand and a terephthalic acid-based ligand. In one embodiment, the organic bridging ligand L is a cyano group, 5-chlorobenzimidazole ligand (cbIm), trimesic acid ligand (BTC), terephthalic acid ligand (BDC) and tris(2-benz imidazolmethyl)amine ligands (NTB).

一実施形態において、AはLi、Na、K、Rb、Cs、Sr、Zn、MgとCaのうちの一つ又は複数の金属元素の原子又はカチオンから選択されてもよい。さらに任意選択的に、AはLi又はNaであってもよい。 In one embodiment, A may be selected from atoms or cations of one or more of the metallic elements Li, Na, K, Rb, Cs, Sr, Zn, Mg and Ca. Further optionally, A may be Li or Na.

一実施形態において、本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体では、式(I)で表される基本単位は、三つの空間方向X’、Y’とZ’のうちの少なくとも一つに沿って周期的に組み立てられてもよく、前記三つの方向X’、Y’とZ’は、それぞれデカルト座標系のX方向、Y方向及びZ方向と0から75度のなす角を成し、任意選択的に5から60度のなす角である。 In one embodiment, in the organic-inorganic hybrid complexes of the present application, the base unit represented by formula (I) is periodic along at least one of the three spatial directions X', Y' and Z' wherein the three directions X', Y' and Z' respectively form angles of 0 to 75 degrees with the X, Y and Z directions of a Cartesian coordinate system; is an angle between 5 and 60 degrees.

一実施形態において、式(I)で表される基本単位は、デカルト座標系のX方向、Y方向とZ方向のうちの少なくとも一つの空間方向に沿って周期的に組み立てられてもよい。 In one embodiment, the basic units represented by formula (I) may be assembled periodically along at least one spatial direction of the X, Y and Z directions of a Cartesian coordinate system.

一実施形態において、本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体では、式(I)で表される基本単位が少なくとも一つの空間方向に沿って周期的に組み立てられる数は、約3から約10,000であってもよい。 In one embodiment, in the organic-inorganic hybrid complexes of the present application, the number of base units of formula (I) assembled periodically along at least one spatial direction is from about 3 to about 10,000. may be

他方、本出願は、二次電池セパレータに用いられるコーティング組成物をさらに提供し、前記コーティング組成物は、以上に記載の本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体を含んでもよい。 On the other hand, the present application further provides a coating composition for use in secondary battery separators, said coating composition may comprise the organic-inorganic hybrid complex of the present application as described above.

一実施形態において、本出願のコーティング組成物では、コーティング組成物の総重量に対して、有機-無機ハイブリッド型錯体の含有量は、約12wt%から約90wt%であってもよい。一実施形態において、コーティング組成物の総重量に対して、有機-無機ハイブリッド型錯体の含有量は、約17wt%から約85wt%であってもよい。一実施形態において、コーティング組成物の総重量に対して、有機-無機ハイブリッド型錯体の含有量は、約34wt%から約68wt%であってもよい。 In one embodiment, the coating composition of the present application may contain from about 12 wt% to about 90 wt% of the organic-inorganic hybrid complex based on the total weight of the coating composition. In one embodiment, the content of the organic-inorganic hybrid complex may be from about 17 wt% to about 85 wt%, based on the total weight of the coating composition. In one embodiment, the content of the organic-inorganic hybrid complex may be from about 34 wt% to about 68 wt%, based on the total weight of the coating composition.

一実施形態において、任意選択的に、本出願のコーティング組成物は、無機粒子をさらに含んでもよい。 In one embodiment, optionally, the coating composition of the present application may further comprise inorganic particles.

一実施形態において、本出願のコーティング組成物には無機粒子が含まれる場合、コーティング組成物における有機-無機ハイブリッド型錯体と無機粒子との合計質量に対して、有機-無機ハイブリッド型錯体の質量比率は、約15wt%から約85wt%であってもよい。一実施形態において、コーティング組成物における有機-無機ハイブリッド型錯体と無機粒子との合計質量に対して、有機-無機ハイブリッド型錯体の質量比率は、約20wt%から約80wt%であってもよい。一実施形態において、コーティング組成物における有機-無機ハイブリッド型錯体と無機粒子との合計質量に対して、有機-無機ハイブリッド型錯体の質量比率は、約40wt%から約80wt%であってもよい。 In one embodiment, when the coating composition of the present application contains inorganic particles, the mass ratio of the organic-inorganic hybrid complex to the total mass of the organic-inorganic hybrid complex and the inorganic particles in the coating composition may be from about 15 wt% to about 85 wt%. In one embodiment, the weight ratio of the organic-inorganic hybrid complex to the total weight of the organic-inorganic hybrid complex and the inorganic particles in the coating composition may be from about 20 wt% to about 80 wt%. In one embodiment, the weight ratio of the organic-inorganic hybrid complex to the combined weight of the organic-inorganic hybrid complex and the inorganic particles in the coating composition may be from about 40 wt% to about 80 wt%.

一実施形態において、本出願のコーティング組成物には無機粒子が含まれる場合、無機粒子はベーマイト、ゼオライト、モレキュラシーブ、アルミナ、オキシ水酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン及びそれらの混合物から選択されてもよい。 In one embodiment, when inorganic particles are included in the coating composition of the present application, the inorganic particles are boehmite, zeolites, molecular sieves, alumina, aluminum oxyhydroxide, silicon dioxide, aluminum nitride, silicon carbide, magnesium oxide, calcium oxide. , zinc oxide, zirconium oxide, titanium oxide and mixtures thereof.

他方、本出願は、二次電池用セパレータをさらに提供する。本出願の二次電池用セパレータは、ポリマー基材層と基材層上に塗布されるコーティングとを含み、ここでは、前記コーティングは、以上に記載の本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体又は以上に記載の本出願のコーティング組成物を含んでもよい。 On the other hand, the present application further provides a separator for secondary batteries. The secondary battery separator of the present application comprises a polymer substrate layer and a coating applied onto the substrate layer, wherein the coating comprises the organic-inorganic hybrid complex of the present application as described above or may comprise the coating composition of the present application as described in .

他方、本出願は、二次電池をさらに提供する。本出願の二次電池は、正極と、負極と、電解質と、以上に記載の本出願の二次電池用セパレータとを含んでもよい。 On the other hand, the present application further provides a secondary battery. The secondary battery of the present application may include a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte, and the secondary battery separator of the present application described above.

他方、本出願は、電池モジュールをさらに提供する。本出願の電池モジュールは、以上に記載の本出願の二次電池を含んでもよい。 On the other hand, the present application further provides a battery module. The battery module of the present application may include the secondary battery of the present application described above.

他方、本出願は、電池パックをさらに提供する。本出願の電池パックは、以上に記載の本出願の電池モジュールを含んでもよい。 On the other hand, the present application further provides a battery pack. The battery pack of the present application may include the battery module of the present application described above.

他方、本出願は、電力消費装置をさらに提供する。本出願の電力消費装置は、以上に記載の本出願の二次電池、又は以上に記載の本出願の電池モジュール、又は以上に記載の本出願の電池パック、又はそれらの組み合わせを含んでもよい。 On the other hand, the present application further provides a power consumption device. The power consumption device of the present application may include the secondary battery of the present application described above, the battery module of the present application described above, the battery pack of the present application described above, or a combination thereof.

本出願の二次電池において、セパレータのコーティングに本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体を適用することにより、セパレータの電解液浸潤性が著しく改善されるとともに、電解液保持率が大幅に向上することによって、分極を低減し、最終的に二次電池のパワー密度とサイクル寿命は著しく改善される。 In the secondary battery of the present application, by applying the organic-inorganic hybrid type complex of the present application to the coating of the separator, the electrolyte wettability of the separator is significantly improved, and the electrolyte retention rate is greatly improved. This reduces the polarization and ultimately improves the power density and cycle life of the secondary battery significantly.

本出願の一実施例の二次電池の概略図である。1 is a schematic diagram of a secondary battery of one example of the present application; FIG. 図1に示される本出願の一実施例の二次電池の分解図である。FIG. 2 is an exploded view of the secondary battery of one embodiment of the present application shown in FIG. 1; 本出願の一実施例の電池モジュールの概略図である。1 is a schematic diagram of a battery module of one embodiment of the present application; FIG. 本出願の一実施例の電池パックの概略図である。1 is a schematic diagram of a battery pack of one embodiment of the present application; FIG. 図4に示される本出願の一実施例の電池パックの分解図である。FIG. 5 is an exploded view of the battery pack of one embodiment of the present application shown in FIG. 4; 本出願の一実施例の二次電池を電源として使用する装置の概略図である。1 is a schematic diagram of an apparatus using a secondary battery as a power source in one embodiment of the present application; FIG. 製造例1で得られた材料のSEM写真である。2 is an SEM photograph of the material obtained in Production Example 1. FIG. 実施例1で得られた、コーティングを有するセパレータのSEM写真である。1 is an SEM photograph of a separator having a coating obtained in Example 1; それぞれ試験例1で得られた対照例1、比較例1と実施例1のセパレータの浸潤性試験写真である。Fig. 2 is a wettability test photograph of the separators of Control Example 1, Comparative Example 1 and Example 1 obtained in Test Example 1; 試験例5で得られた対照適用例1、比較適用例1と適用例1の電池セルのサイクル性能のグラフである。5 is a graph of cycle performance of battery cells of Control Application Example 1, Comparative Application Example 1, and Application Example 1 obtained in Test Example 5. FIG.

本出願の目的、技術案及び利点をより明確にするために、以下では、添付図面を結び付けながら出願の実施例を詳細に記述する。しかしながら、当業者であれば理解できるように、これらの実施例は、本出願の技術案を説明するためにのみ用いられ、限定するためのものではない。 In order to make the purpose, technical solution and advantages of the present application clearer, the embodiments of the application are described in detail below in conjunction with the accompanying drawings. However, as can be understood by those skilled in the art, these examples are only used to describe the technical solution of the present application and are not intended to be limiting.

簡単にするために、本出願は、いくつかの数値範囲を具体的に開示している。しかしながら、任意の下限は、任意の上限と組み合わせて、明確に記載されていない範囲を形成してもよく、及び、任意の下限は、他の任意の下限と組み合わせて、明確に記載されていない範囲を形成してもよく、同様に、任意の上限は、他の任意の上限と組み合わせて、明確に記載されていない範囲を形成してもよい。なお、各独立して開示された点または個別の数値自体は、下限又は上限として、任意の他の点又は個別の数値と組み合わせて、又は他の下限又は上限と組み合わせて、明示的に記載されていない範囲を形成してもよい。 For the sake of simplicity, this application specifically discloses some numerical ranges. However, any lower limit may be combined with any upper limit to form a range not explicitly stated, and any lower limit may be combined with any other lower limit not explicitly stated Ranges may be formed and, similarly, any upper limit may be combined with any other upper limit to form ranges not explicitly recited. It should be noted that each independently disclosed point or individual numerical value by itself is expressly recited as a lower or upper limit, in combination with any other point or individual numerical value, or in combination with any other lower or upper limit. may form a range that is not

特に説明しない場合、本出願の全ての実施形態及び選択的な実施形態は、互いに組み合わせて新な技術案を形成することができる。 Unless otherwise stated, all embodiments and selective embodiments of the present application can be combined with each other to form new technical solutions.

特に説明しない場合、本出願の全ての技術的特徴及び選択的な技術的特徴は、互いに組み合わせて新な技術案を形成することができる。 All technical features and optional technical features of the present application can be combined with each other to form new technical solutions unless otherwise stated.

特に説明しない場合、本出願の全てのステップは、順次行われてもよく、ランダムに行われてもよく、好ましくは、順次行われる。例えば、前記方法がステップ(a)と(b)とを含むことは、前記方法が順次行われるステップ(a)と(b)とを含んでもよく、順次行われるステップ(b)と(a)とを含んでもよいことを表す。例えば、以上に言及された前記方法がステップ(c)をさらに含むことは、ステップ(c)が任意の順で前記方法に追加されてもよいことを表し、例えば、前記方法は、ステップ(a)、(b)と(c)を含んでもよく、ステップ(a)、(c)と(b)を含んでもよく、ステップ(c)、(a)と(b)などを含んでもよい。 Unless otherwise stated, all steps in this application may be performed sequentially or randomly, preferably sequentially. For example, the method comprising steps (a) and (b) may comprise steps (a) and (b) performed sequentially, and steps (b) and (a) performed sequentially. and may be included. For example, the method referred to above further comprising step (c) represents that step (c) may be added to the method in any order, e.g., the method may comprise step (a ), (b) and (c), may include steps (a), (c) and (b), may include steps (c), (a) and (b), and so on.

特に説明しない場合、本出願で言及された「含む」と「包含」は、開放型を表し、閉鎖型であってもよい。例えば、前記「含む」と「包含」は、リストアップされていない他の成分をさらに含み又は包含してもよく、リストアップされた成分のみを含み又は包含してもよいことを表してもよい。 Unless otherwise stated, the terms “include” and “include” referred to in this application are open and may be closed. For example, the terms "comprising" and "including" may indicate that it may further include or include other ingredients not listed, or it may include or include only the listed ingredients. .

特に説明しない場合、本出願において、用語「又は」は包括的である。例えば、用語「A又はB」は、「A、B、又はAとBの両方」を表す。さらに具体的には、Aが真であり(又は存在し)且つBが偽である(又は存在しない)という条件、Aが偽であり(又は存在せず)Bが真である(又は存在する)という条件、又はAとBがいずれも真である(又は存在する)という条件はいずれも条件「A又はB」を満たす。 Unless otherwise stated, in this application the term "or" is inclusive. For example, the term "A or B" represents "A, B, or both A and B." More specifically, the condition that A is true (or exists) and B is false (or does not exist), A is false (or does not exist) and B is true (or exists) ) or that both A and B are true (or exist) satisfy the condition "A or B".

一側面として、本出願は、有機-無機ハイブリッド型錯体を提供する。本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体は、式(I)で表される基本単位を少なくとも一つの空間方向に沿って周期的に組み立てて構成されてもよい。
[Lx-i][M]・A(I)
In one aspect, the present application provides organic-inorganic hybrid complexes. The organic-inorganic hybrid complexes of the present application may be constructed by periodically assembling basic units represented by formula (I) along at least one spatial direction.
[L x−ii ][M a C b ]·A z (I)

式(I)において、Mは第1の遷移系金属元素を表すことができる。第1の遷移系金属元素は、化学的性質が活発であり、安定した低酸化価数(+1~+4)を有し、電気陰性度が比較的大きく、配位結合能力が強い。これは第1の遷移系金属元素と有機配位子(有機物配位子と呼んでもよい)とが配位結合を形成するか、又は者金属クラスターを形成した後によく見られる有機配位子と配位結合を形成することに有利であり、+5~+7の高元素価数が現れ、さらに金属原子の近傍空間に必要な配位結合が多すぎることを招くことを回避する。そして、第1の遷移系金属元素は、立体障害効果が比較的小さく、安定した配位構造をより形成しやすく、第2、第3の遷移系金属元素のように、金属-金属結合を形成しやすく、それによって配位結合の安定性に影響を与えることがない。 In formula (I), M can represent the first transition metal element. The first transition metal element has active chemical properties, has a stable low oxidation valence (+1 to +4), has relatively high electronegativity, and has strong coordination bonding ability. This is because the first transition metal element and an organic ligand (which may also be called an organic ligand) form a coordinate bond, or form a metal cluster, and then an organic ligand often seen. It favors the formation of coordinative bonds, resulting in high valences of +5 to +7, and also avoids causing too many coordinative bonds to be required in the neighboring space of the metal atom. The first transition metal element has a relatively small steric hindrance effect, is more likely to form a stable coordination structure, and forms a metal-metal bond like the second and third transition metal elements. , without thereby affecting the stability of the coordination bonds.

任意選択的に、MはSc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、CuとZnのうちの一つ又は複数から選択されてもよい。さらに任意選択的に、MはMn、Fe、Co、CuとZnのうちの一つ又は複数から選択されてもよい。 Optionally, M may be selected from one or more of Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and Zn. Further optionally, M may be selected from one or more of Mn, Fe, Co, Cu and Zn.

式(I)において、Cは任意選択的にMと金属クラスターを形成可能な原子、原子団、又はアニオンを表す。任意選択的に、Cは-O-、=O、O2-、S2-、F、Cl、Br、I、CO、-OHとOHのうちの一つ又は複数から選択されてもよい。さらに任意選択的に、Cは-O-又は-OHであってもよい。 In formula (I), C optionally represents an atom, atomic group, or anion capable of forming a metal cluster with M. Optionally, C is selected from one or more of -O-, =O, O2- , S2- , F-, Cl- , Br- , I- , CO, -OH and OH- may be More optionally, C may be -O- or -OH.

式(I)において、Lは金属M又は金属クラスターMと配位結合を形成可能な有機配位子、特に有機架橋配位子を表す。メカニズムがまだ十分に解明されていないが、単座配位子(即ち一つの配位原子を含む配位子)に比べて、有機架橋配位子は、一定の割合の欠陥部位を受けるのに必要な金属-配位子の完全なフレームを効果的に提供することができる見込みがある。このような完全なフレーム構造は、有機-無機ハイブリッド型錯体の構造安定性を維持する前提で、コーティングセパレータ浸潤性を向上させるという効果を十分に実現させることができる。 In formula (I), L represents an organic ligand, especially an organic bridging ligand, capable of forming a coordinate bond with the metal M or the metal cluster M a C b . Although the mechanism is not yet fully understood, compared to monodentate ligands (i.e., ligands containing one coordinating atom), organic bridging ligands are required to receive a certain proportion of defect sites. It has the potential to effectively provide complete metal-ligand frames. Such a complete frame structure can sufficiently achieve the effect of improving the wettability of the coating separator on the premise of maintaining the structural stability of the organic-inorganic hybrid complex.

非限定的な実例として、有機架橋配位子Lは、シアノ基(CN)、ベンズイミダゾール系配位子、ポルフィリン系配位子、ピリジン系配位子、ピラゾール系配位子、ピリミジン系配位子、ピペリジン系配位子、ピロリジン系配位子、フラン系配位子、チオフェン系配位子、ピラジン系配位子、ピペラジン系配位子、ピリダジン系配位子、トリアジン系配位子、テトラジン系配位子、インドール系配位子、キノリン系配位子、モルホリン系配位子、カルバゾール系配位子とポリカルボン酸系配位子を含んでもよい。前記有機架橋配位子Lにおける一つ又は複数水素原子は、任意選択的に、一つ又は複数の置換基で置換され、前記置換基は、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アルデヒド基、カルボキシル基、ハロゲン、C1-C6アルキル基、C1-C6ヒドロキシアルキル基、C1-C6アルコキシ基、C2-C6アルケニル基、C2-C6アルキニル基、C3-C8シクロアルキル基、C6-C10アリール基、C6-C10ヘテロアリール基及びその任意の組み合わせから独立して選択されてもよい。 As non-limiting examples, the organic bridging ligand L can be a cyano group (CN), a benzimidazole-based ligand, a porphyrin-based ligand, a pyridine-based ligand, a pyrazole-based ligand, a pyrimidine-based ligand. child, piperidine-based ligand, pyrrolidine-based ligand, furan-based ligand, thiophene-based ligand, pyrazine-based ligand, piperazine-based ligand, pyridazine-based ligand, triazine-based ligand, Tetrazine-based ligands, indole-based ligands, quinoline-based ligands, morpholine-based ligands, carbazole-based ligands and polycarboxylic acid-based ligands may be included. One or more hydrogen atoms in said organic bridging ligand L are optionally substituted with one or more substituents, said substituents being cyano, nitro, amino, aldehyde, carboxyl group, halogen, C1-C6 alkyl group, C1-C6 hydroxyalkyl group, C1-C6 alkoxy group, C2-C6 alkenyl group, C2-C6 alkynyl group, C3-C8 cycloalkyl group, C6-C10 aryl group, C6- It may be independently selected from C10 heteroaryl groups and any combination thereof.

非限定的な実例として、ベンズイミダゾール系配位子は、ベンズイミダゾール配位子(bIm)、5-クロロベンズイミダゾール配位子(cbIm)、5-ニトロベンズイミダゾール配位子(nbIm)、2-メチル-5-クロロベンズイミダゾール配位子、トリス(2-ベンズイミダゾールメチル)アミン配位子(NTB)などを含んでもよい。イミダゾール系配位子は、イミダゾール配位子(IM)、2-メチルイミダゾール配位子(mIM)、2-ニトロイミダゾール配位子(nIM)などを含んでもよい。ピリミジン系配位子は、2-ヒドロキシ-5-フルオロピリミジン配位子(F-pymo)を含んでもよい。トリアジン系配位子は、2,4,6-トリメルカプト-s-トリアジン配位子(TATB)を含んでもよい。テトラジン系配位子は、3,6-ジ-4-ピリジン-1,2,4,5-テトラジン配位子(DPT)を含んでもよい。ポリカルボン酸系配位子は、ピロメリット酸配位子(BTEC)、トリメシン酸配位子(BTC)、テレフタル酸配位子(BDC)、2,6-ナフタレンジカルボン酸配位子(NDC)、1,4-ベンゾジアセテート配位子(PDA)、2,3-ピラジンジカルボン酸配位子(PZDC)、2,2-ビス(4-カルボキシルフェニル)ヘキサフルオロプロパン配位子(H2hfipbb)、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸配位子(NTC)、5-tert-ブチル-1,3-ベンゾジカルボン酸配位子(TPIC)、ビフェニルテトラカルボン酸配位子(BPTC)、9,10-アントラセンジカルボン酸配位子(ADC)、4-アミノフェニルテトラゾール酸配位子(APT)、2,4,6-ピリジントリカルボン酸配位子(PYTA)、4,4’,4’’-ベンゼン-1,3,5-トリイルトリス-安息香酸配位子(BTB)、ピリジンジカルボン酸配位子(PDC)、2,3-ピラジン-テトラゾール酸配位子(DTP)、グルタル酸配位子(GLA)などを含んでもよい。 As non-limiting examples, benzimidazole ligands include benzimidazole ligand (bIm), 5-chlorobenzimidazole ligand (cbIm), 5-nitrobenzimidazole ligand (nbIm), 2- Methyl-5-chlorobenzimidazole ligand, tris(2-benzimidazolemethyl)amine ligand (NTB), and the like may also be included. The imidazole-based ligands may include imidazole ligands (IM), 2-methylimidazole ligands (mIM), 2-nitroimidazole ligands (nIM), and the like. Pyrimidine-based ligands may include 2-hydroxy-5-fluoropyrimidine ligands (F-pymo). Triazine-based ligands may include 2,4,6-trimercapto-s-triazine ligand (TATB). Tetrazine-based ligands may include 3,6-di-4-pyridine-1,2,4,5-tetrazine ligands (DPT). Polycarboxylic acid ligands include pyromellitic acid ligand (BTEC), trimesic acid ligand (BTC), terephthalic acid ligand (BDC), 2,6-naphthalenedicarboxylic acid ligand (NDC). , 1,4-benzodiacetate ligand (PDA), 2,3-pyrazinedicarboxylic acid ligand (PZDC), 2,2-bis(4-carboxylphenyl)hexafluoropropane ligand (H2hfipbb), 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic acid ligand (NTC), 5-tert-butyl-1,3-benzodicarboxylic acid ligand (TPIC), biphenyltetracarboxylic acid ligand (BPTC), 9,10-anthracenedicarboxylic acid ligand (ADC), 4-aminophenyltetrazolic acid ligand (APT), 2,4,6-pyridinetricarboxylic acid ligand (PYTA), 4,4',4' '-Benzene-1,3,5-triyltris-benzoic acid ligand (BTB), pyridinedicarboxylic acid ligand (PDC), 2,3-pyrazine-tetrazole ligand (DTP), glutaric acid ligand It may also include a child (GLA) and the like.

一実施形態において、有機架橋配位子Lは、シアノ基、ベンズイミダゾール系配位子とポリカルボン酸系配位子から選択されてもよい。一実施形態において、有機架橋配位子Lは、シアノ基、ベンズイミダゾール系配位子、トリメシン酸系配位子とテレフタル酸系配位子から選択されてもよい。一実施形態において、有機架橋配位子Lは、シアノ基、5-クロロベンズイミダゾール配位子(cbIm)、トリメシン酸配位子(BTC)、テレフタル酸配位子(BDC)とトリス(2-ベンズイミダゾールメチル)アミン配位子(NTB)から選択されてもよい。 In one embodiment, the organic bridging ligand L may be selected from cyano groups, benzimidazole-based ligands and polycarboxylic acid-based ligands. In one embodiment, the organic bridging ligand L may be selected from cyano groups, benzimidazole-based ligands, trimesic acid-based ligands and terephthalic acid-based ligands. In one embodiment, the organic bridging ligand L includes a cyano group, a 5-chlorobenzimidazole ligand (cbIm), a trimesic acid ligand (BTC), a terephthalic acid ligand (BDC) and tris(2- benzimidazolemethyl)amine ligands (NTB).

ここでは、本出願におけるこれらのポリカルボン酸系配位子は、中心原子金属と配位結合し、少なくとも一つの水素を脱離させることができ、配位化合物においてルイス塩基として作用することが可能である。 Here, these polycarboxylic acid-based ligands in the present application are capable of coordinating with the central atom metal, leaving at least one hydrogen, and acting as Lewis bases in coordination compounds. is.

式(I)において、□は配位子欠陥(即ち格子空孔)を表す。本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体において、欠陥は、配位子のみの脱落、又は配位子及びそれに結合した1つ又は複数の金属又は金属クラスター原子の同時脱落によるものである。メカニズムがまだ十分に解明されていないが、本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体において、周期的に組み立てられる三次元構造に存在する欠陥は、電解液の溶媒分子との間で分子間水素結合を形成可能な極性基を有する有機配位子の露出部位を提供することができる見込みがある。そのため、本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体は、セパレータのコーティングに適用される場合、コーティングセパレータの電解液浸潤性を向上させることができる。そして、配位子欠陥が有機-無機ハイブリッド型錯体構造において均一に分布しているため、本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体は、セパレータの電解液浸潤性をより効果的に向上させるとともに、電解液保持率を向上させることができ、これによって電池セルの内部分極を低減し、電池のパワー密度を改善し、サイクル寿命を延長する。 In formula (I), □ represents a ligand defect (ie, lattice vacancy). In the organic-inorganic hybrid type complexes of the present application, defects are due to the omission of the ligand alone or the simultaneous omission of the ligand and one or more metal or metal cluster atoms bound to it. Although the mechanism has not yet been fully elucidated, in the organic-inorganic hybrid complex of the present application, the defect present in the three-dimensional structure that is periodically assembled causes intermolecular hydrogen bonding with the solvent molecules of the electrolyte. It is possible to provide exposed sites for organic ligands with polar groups that can be formed. Therefore, when the organic-inorganic hybrid type complex of the present application is applied to the coating of the separator, it can improve the electrolytic solution wettability of the coated separator. Since the ligand defects are uniformly distributed in the organic-inorganic hybrid complex structure, the organic-inorganic hybrid complex of the present application effectively improves the electrolyte wettability of the separator and Liquid retention can be improved, which reduces the internal polarization of the battery cell, improves battery power density, and extends cycle life.

式(I)において、Aは、吸蔵及び放出可能な原子又はカチオンを表す。任意選択的に、AはLi、Na、K、Rb、Cs、Sr、Zn、MgとCaのうちの一つ又は複数の金属元素の原子又はカチオンから選択されてもよい。さらに任意選択的に、AはLi又はNaを表す。 In formula (I), A represents an occludeable and releasable atom or cation. Optionally, A may be selected from atoms or cations of one or more of the metallic elements Li, Na, K, Rb, Cs, Sr, Zn, Mg and Ca. Further optionally, A represents Li or Na.

式(I)において、x、i、z、aとbのうちの各数値は限定されるものではない。一実施形態において、xは1から4の数値を取ってもよい。さらに任意選択的に、xは1から3的の数値を取ってもよい。一実施形態において、aは0より大きく4以下の数値を取ってもよい。さらに任意選択的に、aは1から4の数値を取ってもよい。一実施形態において、bは0以上4以下の数値を取ってもよい。さらに任意選択的に、bは1から4の数値を取ってもよい。一実施形態において、zは0から2の数値を取ってもよい。さらに任意選択的に、zは0から1の数値を取ってもよい。 In formula (I), each numerical value among x, i, z, a and b is not limited. In one embodiment, x may take a number from 1 to 4. Further optionally, x may take a number from 1 to 3. In one embodiment, a may take a number greater than 0 and less than or equal to 4. Further optionally, a may take a number from 1 to 4. In one embodiment, b may take a number between 0 and 4 inclusive. Further optionally, b may take a number from 1 to 4. In one embodiment, z may take a number from 0 to 2. Further optionally, z may take a number from 0 to 1.

式(I)において、0<i<xという関係を満たしてもよい。対応する無欠陥の有機-無機ハイブリッド型錯体において、i=0である。対応する化学式はL[M]・Aである。 In formula (I), the relationship 0<i<x may be satisfied. In the corresponding defect-free organic-inorganic hybrid complex, i=0. The corresponding chemical formula is L x [M a C b ]·A z .

本出願において、以下の方法で式(I)におけるiの数値を決定することができる。具体的には、既知の方法、例えば、X線回折分析(XRD)、現場冷電界放射銃双球面収差補正透射電子顕微鏡(STEM)などによって、本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体に対応する無欠陥製品の理論式L[M]・Aを決定することができる。上記理論式は当業者に既知のものであってもよい。また、有機-無機ハイブリッド型錯体の実測した元素割合に基づいて、錯体における基本単位の実験式Lx’[M]・Aを得ることができる。上記元素割合は、当分野で既知の方法、例えば、誘導結合プラズマ発光スペクトル(ICP)、炭素硫黄元素分析計、元素定量分析(EA)などによって決定することができる。最後に、実験式Lx’[M]・Aと対応する無欠陥製品の理論式L[M]・Aとの間の比較により、iの数値を得ることができ、それによって理想的な無欠陥結晶構造に対する本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体の欠陥度合いを表す欠陥パーセントi/x*100%を決定する。具体的には、欠陥パーセント=(x-x’)/x*100%である。 In this application, the value of i in formula (I) can be determined by the following method. Specifically, by known methods, for example, X-ray diffraction analysis (XRD), in situ cold field emission gun bispheric transmission electron microscopy (STEM), etc., the corresponding inorganic-organic hybrid complexes of the present application can be analyzed. A theoretical formula L x [M a C b ]·A z for the defective product can be determined. The above theoretical formula may be known to those skilled in the art. Also, based on the actually measured element ratios of the organic-inorganic hybrid type complex, the empirical formula L x′ [M a C b ]·A z of the basic unit in the complex can be obtained. The above elemental proportions can be determined by methods known in the art, such as inductively coupled plasma emission spectrum (ICP), carbon-sulfur elemental analyzer, elemental quantitative analysis (EA), and the like. Finally, obtaining the value of i by comparison between the empirical formula L x′ [M a C b ]·A z and the theoretical formula L x [M a C b ]·A z for the corresponding defect-free product. to determine the defect percentage i/x*100%, which represents the degree of defects of the organic-inorganic hybrid complex of the present application relative to an ideal defect-free crystal structure. Specifically, percent defect=(xx')/x*100%.

説明の目的のみで、対応する無欠陥製品の理論式の決定についてより詳細に説明する。理論的には、全ての金属元素及び配位子の種類が明らかになった場合、有機-無機ハイブリッド型錯体における元素割合は、前記錯体における圧倒的な割合を占める金属元素の価数、及び対応する配位子の配位数のみに依存する。例えば、有機-無機ハイブリッド型錯体において金属元素としてのMが一種類しか存在せず、例えば、X線光電子分光法(XPS)、電子エネルギー損失スペクトル(EELS)などによって決定され、前記Mの圧倒的な割合を占める価数が+aであり、配位子Lの配位数がaであれば、金属クラスターを形成しない場合、有機-無機ハイブリッド型錯体の理論的化学式はLa1a2であってもよい。有機-無機ハイブリッド型錯体において分子フレームの構成に関与しなく、即ち吸蔵及び放出可能な原子又はカチオンAが存在し、且つ前記Aの価数が+aであれば、金属クラスターを形成しない場合、有機-無機ハイブリッド型錯体の理論的化学式はLa1a2-a3/a1*z・Aであってもよい。金属クラスターを形成する場合、例えば、現場冷電界放射銃双球面収差補正透射電子顕微鏡(STEM)などの分子構造を分析可能な特徴付け手段によって、金属クラスターの存在形式を調べ、そして金属クラスターの価数を代入してトリムすることができる。最終的に、本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体に対応する無欠陥製品の理論式L[M]・Aを決定することができ、ただし、下付き数字aとbは、必要に応じて四捨五入して整数にしてもよい。 For illustrative purposes only, the determination of the corresponding defect-free theoretical formula will be described in more detail. Theoretically, when the types of all metal elements and ligands are clarified, the element ratio in the organic-inorganic hybrid type complex is determined by the valence of the metal element that accounts for the overwhelming proportion in the complex, and the corresponding depends only on the coordination number of the ligands involved. For example, there is only one type of M as a metal element in an organic-inorganic hybrid type complex. If the valence that accounts for the above ratio is +a 1 and the coordination number of the ligand L is a 2 , the theoretical chemical formula of the organic-inorganic hybrid type complex is L a1 M a2 if it does not form a metal cluster. There may be. If the organic-inorganic hybrid type complex does not participate in the construction of the molecular frame, that is, if there is an atom or cation A that can be occluded and released, and the valence of A is + a3 , no metal cluster is formed, The theoretical chemical formula of the organic-inorganic hybrid complex may be L a1 M a2-a3/a1*z ·A z . When forming metal clusters, the mode of existence of the metal clusters is investigated and the valence of the metal clusters is investigated by characterization means capable of analyzing the molecular structure, for example, in situ cold field emission gun bispheric transmission electron microscopy (STEM). You can substitute a number to trim. Finally, the theoretical formula L x [M a C b ]·A z of the defect-free product corresponding to the organic-inorganic hybrid complexes of the present application can be determined, where the subscripts a and b are It may be rounded to an integer if necessary.

本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体において、前記欠陥パーセントは約1%から約30%であってもよい。前記欠陥パーセントは、任意選択的に約2%以上であり、さらに任意選択的に3%以上であり、さらに任意選択的に約4%以上であり、さらに任意選択的に約5%以上であり、さらに任意選択的に約6%以上であり、さらに任意選択的に約7%以上であり、さらに任意選択的に約8%以上である。また、前記欠陥パーセントは、任意選択的に約27.5%以下であり、さらに任意選択的に約25%以下であり、さらに任意選択的に約22.5%以下であり、さらに任意選択的に20%以下であり、さらに任意選択的に約17.5%以下であり、さらに任意選択的に約15%以下であり、さらに任意選択的に約12.5%以下であり、さらに任意選択的に約10%以下である。一実施形態において、前記欠陥パーセントは、約2%から約20%であってもよい。一実施形態において、前記欠陥パーセントは、約5%から約10%であってもよい。 In the organic-inorganic hybrid complexes of the present application, the defect percentage may be from about 1% to about 30%. The percent defect is optionally about 2% or more, further optionally about 3% or more, further optionally about 4% or more, further optionally about 5% or more. , further optionally greater than or equal to about 6%, further optionally greater than or equal to about 7%, and further optionally greater than or equal to about 8%. Also, said percent defect is optionally less than or equal to about 27.5%, further optionally less than or equal to about 25%, further optionally less than or equal to about 22.5%, further optionally 20% or less, further optionally about 17.5% or less, further optionally about 15% or less, further optionally about 12.5% or less, further optionally typically about 10% or less. In one embodiment, the defect percentage may be from about 2% to about 20%. In one embodiment, the defect percentage may be from about 5% to about 10%.

式(I)において、1/2≦x:a≦3という関係を満たしてもよい。明確にするために、x:aは、配位子及び欠陥と金属原子との間の割合を表す。Mが二種類以上の金属元素のカチオンである場合、aは、単一の式Iで表される基本単位における全ての金属カチオンの数を表す。 In formula (I), the relationship 1/2≤x:a≤3 may be satisfied. For clarity, x:a represents the ratio between ligands and defects and metal atoms. When M is a cation of more than one metal element, a represents the number of all metal cations in a single Formula I base unit.

式(I)において、0≦b:a≦1という関係を満たしてもよい。金属クラスターMを形成する場合、aとbとの間の割合は、1/4≦b:a≦1を満たしてもよい。 In formula (I), the relationship 0≤b:a≤1 may be satisfied. When forming metal clusters M a C b , the ratio between a and b may satisfy 1/4≦b:a≦1.

本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体において、以上に記載の範囲内の欠陥パーセントを適用することによって、この有機-無機ハイブリッド型錯体に十分な配位子欠陥部位(即ち配位子露出部位)を提供することができる。メカニズムがまだ十分に解明されていないが、本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体が二次電池用セパレータのコーティングに適用される場合、有機配位子極性基と二次電池電解液の溶媒分子との間に分子間水素結合が十分に形成されることによって、セパレータの電解液浸潤性が十分に向上することを保証して、分極を低減するという要求を満たすとともに、セパレータコーティングにおける有機-無機ハイブリッド型錯体の三次元構造の安定性が維持され、二次電池の電池セルの充放電過程において崩壊することがない。なお、以上に記載の範囲内の欠陥パーセントを適用することによって、さらに、二次電池における副反応の発生を抑制し、電池セルのサイクル寿命を延長することができる。 In the organic-inorganic hybrid complexes of the present application, sufficient ligand defect sites (i.e., ligand exposed sites) are provided in the organic-inorganic hybrid complexes by applying the percent defects within the ranges described above. can provide. Although the mechanism has not yet been fully elucidated, when the organic-inorganic hybrid complex of the present application is applied to the coating of the separator for secondary batteries, the organic ligand polar group and the solvent molecule of the secondary battery electrolyte The formation of sufficient intermolecular hydrogen bonds between the The stability of the three-dimensional structure of the type complex is maintained, and it does not collapse during the charge/discharge process of the battery cell of the secondary battery. By applying the defect percentage within the range described above, it is possible to further suppress the occurrence of side reactions in the secondary battery and extend the cycle life of the battery cell.

本出願において、任意選択的に、欠陥の形成は、有機-無機ハイブリッド型錯体の製造過程において、欠陥を導入する物質を適量に添加することによって形成されてもよい。非限定的な実例として、欠陥を導入する物質は、酸性物質、アルカリ性物質、酸化還元剤又は錯化剤などであってもよい。例えば、液相共沈法によって有機-無機ハイブリッド型錯体を合成する過程において、金属Mを含む塩の溶液を、対応する配位子を含む酸、酸無水物又は塩の溶液に滴下する過程において、他の種類の酸を適量に添加することによって、生成した有機-無機ハイブリッド型錯体に欠陥を導入する。欠陥を導入する物質又は他の原材料の添加量を変えることによって、製造された有機-無機ハイブリッド型錯体の欠陥パーセントを調整して、欠陥パーセントを本出願に規定される範囲内にすることによって、二次電池セパレータの電解質浸潤性を十分に向上させ、電解液保持率を向上させ、分極を低減するとともに、電池のパワー密度及びサイクル寿命を改善することができる。 In the present application, the defect formation may optionally be formed by adding an appropriate amount of a defect-introducing substance during the manufacturing process of the organic-inorganic hybrid complex. As non-limiting examples, the defect-introducing substance may be an acidic substance, an alkaline substance, a redox agent, a complexing agent, or the like. For example, in the process of synthesizing an organic-inorganic hybrid complex by a liquid phase coprecipitation method, in the process of dropping a salt solution containing a metal M into an acid, acid anhydride, or salt solution containing a corresponding ligand. , introduce defects into the organic-inorganic hybrid complex produced by adding appropriate amounts of other types of acids. By adjusting the percent defect of the organic-inorganic hybrid complex produced by varying the amount of added defect-introducing substances or other raw materials to bring the percent defect within the ranges defined in this application; The electrolyte wettability of the secondary battery separator can be sufficiently improved, the electrolyte retention rate can be improved, the polarization can be reduced, and the power density and cycle life of the battery can be improved.

本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体では、式(I)で表される基本単位は、三つの空間方向X’、Y’とZ’のうちの少なくとも一つに沿って周期的に組み立てられてもよく、前記三つの方向X’、Y’とZ’は、それぞれデカルト座標系のX方向、Y方向及びZ方向と0から75度のなす角を成し、任意選択的に5から60度のなす角である。一実施形態において、式(I)で表される基本単位は、デカルト座標系のX方向、Y方向とZ方向のうちの少なくとも一つの空間方向に沿って周期的に組み立てられてもよい。 In the organic-inorganic hybrid complexes of the present application, the basic units of formula (I) are assembled periodically along at least one of the three spatial directions X', Y' and Z' Preferably, said three directions X', Y' and Z' respectively form angles with the X, Y and Z directions of a Cartesian coordinate system between 0 and 75 degrees, optionally between 5 and 60 degrees. is the angle formed by In one embodiment, the basic units represented by formula (I) may be assembled periodically along at least one spatial direction of the X, Y and Z directions of a Cartesian coordinate system.

本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体では、式(I)で表される基本単位が少なくとも一つの空間方向に沿って周期的に組み立てられる数は、約3から約10,000であってもよい。 In the organic-inorganic hybrid complexes of the present application, the number of base units of formula (I) periodically assembled along at least one spatial direction may be from about 3 to about 10,000. .

他方、本出願は、二次電池セパレータに用いられるコーティング組成物をさらに提供し、このコーティング組成物は、以上に記載の本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体を含んでもよい。 On the other hand, the present application further provides a coating composition for use in secondary battery separators, which coating composition may comprise the organic-inorganic hybrid complex of the present application as described above.

本出願のコーティング組成物は、本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体を適切な方式によって接着剤と混合して製造することができる。 The coating composition of the present application can be prepared by mixing the organic-inorganic hybrid complex of the present application with an adhesive by a suitable method.

本出願のコーティング組成物では、コーティング組成物の総重量に対して、有機-無機ハイブリッド型錯体の含有量は、約12wt%から約90wt%であってもよい。コーティング組成物の総重量に対して、有機-無機ハイブリッド型錯体の含有量は、任意選択的に約17wt%以上であり、さらに任意選択的に約24wt%以上であり、さらに任意選択的に約27wt%以上であり、さらに任意選択的に約34wt%以上である。そして、コーティング組成物の総重量に対して、有機-無機ハイブリッド型錯体の含有量は、任意選択的に約90wt%以下であり、さらに任意選択的に約85wt%以下であり、さらに任意選択的に約80wt%以下であり、さらに任意選択的に約75wt%以下であり、さらに任意選択的に約68wt%以下である。一実施形態において、コーティング組成物の総重量に対して、有機-無機ハイブリッド型錯体の含有量は、約17wt%から約85wt%であってもよい。一実施形態において、コーティング組成物の総重量に対して、有機-無機ハイブリッド型錯体の含有量は、約34wt%から約68wt%であってもよい。 In the coating composition of the present application, the content of the organic-inorganic hybrid complex may be from about 12 wt% to about 90 wt%, based on the total weight of the coating composition. Based on the total weight of the coating composition, the content of the organic-inorganic hybrid complex is optionally greater than or equal to about 17 wt%, further optionally greater than or equal to about 24 wt%, and further optionally about 27 wt% or greater, and optionally about 34 wt% or greater. and, based on the total weight of the coating composition, the content of the organic-inorganic hybrid complex is optionally less than or equal to about 90 wt%, more optionally less than or equal to about 85 wt%, and further optionally about 80 wt% or less, more optionally about 75 wt% or less, further optionally about 68 wt% or less. In one embodiment, the content of the organic-inorganic hybrid complex may be from about 17 wt% to about 85 wt%, based on the total weight of the coating composition. In one embodiment, the content of the organic-inorganic hybrid complex may be from about 34 wt% to about 68 wt%, based on the total weight of the coating composition.

任意選択的に、本出願のコーティング組成物は、無機粒子をさらに含んでもよい。例えば、無機粒子はベーマイト、ゼオライト、モレキュラシーブ、アルミナ、オキシ水酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン及びそれらの混合物から選択されてもよい。このような場合、有機-無機ハイブリッド型錯体と無機粒子は、粒子形態の間の相補性により、両者がより緊密に結合することができ、有機-無機ハイブリッド型錯体は、浸潤性を向上させるという作用を果たし、電解液保持率を向上させ、且つ電池セルの注液速度を向上させるが、無機粒子は、剛性が安定したセパレータ構造を提供することができ、両者は相乗作用を果たす。 Optionally, the coating composition of the present application may further comprise inorganic particles. For example, the inorganic particles may be selected from boehmite, zeolites, molecular sieves, alumina, aluminum oxyhydroxide, silicon dioxide, aluminum nitride, silicon carbide, magnesium oxide, calcium oxide, zinc oxide, zirconium oxide, titanium oxide and mixtures thereof. good. In such cases, the organic-inorganic hybrid complex and the inorganic particles can bind more tightly due to the complementarity between the particle morphologies, and the organic-inorganic hybrid complex improves the wetting property. Inorganic particles can provide a stiff and stable separator structure, and the two work synergistically.

本出願のコーティング組成物には無機粒子が含まれる場合、コーティング組成物における有機-無機ハイブリッド型錯体と無機粒子との合計質量に対して、有機-無機ハイブリッド型錯体の質量比率は、約15wt%から約85wt%であってもよい。コーティング組成物における有機-無機ハイブリッド型錯体と無機粒子との合計質量に対して、有機-無機ハイブリッド型錯体の質量比率は、約20wt%以上であってもよく、さらに任意選択的に約35wt%以上であり、さらに任意選択的に約40wt%以上であり、さらに任意選択的に約55wt%であってもよい。そして、コーティング組成物における有機-無機ハイブリッド型錯体と無機粒子との合計質量に対して、有機-無機ハイブリッド型錯体の質量比率は、約80wt%以下であってもよく、任意選択的に約75wt%以下であり、さらに任意選択的に約65wt%以下であり、さらに任意選択的に約60wt%以下である。一実施形態において、コーティング組成物における有機-無機ハイブリッド型錯体と無機粒子との合計質量に対して、有機-無機ハイブリッド型錯体の質量比率は、約20wt%から約80wt%であってもよい。一実施形態において、コーティング組成物における有機-無機ハイブリッド型錯体と無機粒子との合計質量に対して、有機-無機ハイブリッド型錯体の質量比率は、約40wt%から約80wt%であってもよい。一実施形態において、コーティング組成物における有機-無機ハイブリッド型錯体と無機粒子との合計質量に対して、有機-無機ハイブリッド型錯体の質量比率は、約40wt%から約60wt%であってもよい。 When the coating composition of the present application contains inorganic particles, the mass ratio of the organic-inorganic hybrid complex to the total mass of the organic-inorganic hybrid complex and the inorganic particles in the coating composition is about 15 wt%. to about 85 wt%. The weight ratio of the organic-inorganic hybrid complex to the total weight of the organic-inorganic hybrid complex and the inorganic particles in the coating composition may be about 20 wt% or more, and optionally about 35 wt%. not less than, and optionally not less than about 40 wt%, and further optionally not less than about 55 wt%. And the weight ratio of the organic-inorganic hybrid complex to the total weight of the organic-inorganic hybrid complex and the inorganic particles in the coating composition may be up to about 80 wt%, optionally about 75 wt%. % or less, more optionally about 65 wt% or less, further optionally about 60 wt% or less. In one embodiment, the weight ratio of the organic-inorganic hybrid complex to the total weight of the organic-inorganic hybrid complex and the inorganic particles in the coating composition may be from about 20 wt% to about 80 wt%. In one embodiment, the weight ratio of the organic-inorganic hybrid complex to the combined weight of the organic-inorganic hybrid complex and the inorganic particles in the coating composition may be from about 40 wt% to about 80 wt%. In one embodiment, the weight ratio of the organic-inorganic hybrid complex to the combined weight of the organic-inorganic hybrid complex and the inorganic particles in the coating composition may be from about 40 wt% to about 60 wt%.

任意選択的に、本出願のコーティング組成物は、一つ又は複数の添加剤をさらに含んでもよく、例えば、接着剤、安定剤、湿潤剤、消泡剤、レオロジー改質剤、pH調整剤のうちの一つ又は複数の成分から選択されてもよい。 Optionally, the coating composition of the present application may further comprise one or more additives, such as adhesives, stabilizers, wetting agents, defoamers, rheology modifiers, pH adjusters. may be selected from one or more components of

非限定的な実例として、コーティング組成物における接着剤は、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸-アクリル酸エステル-アクリロニトリルポリマー又はそれらの混合物であってもよい。 As non-limiting examples, the adhesive in the coating composition can be acrylic acid, methyl acrylate, acrylic acid-acrylate-acrylonitrile polymers, or mixtures thereof.

非限定的な実例として、コーティング組成物における安定剤は、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム又はそれらの混合物であってもよい。 As non-limiting examples, the stabilizer in the coating composition can be methylcellulose, hydroxyethylcellulose, sodium carboxymethylcellulose, or mixtures thereof.

非限定的な実例として、コーティング組成物における湿潤剤は、ポリオキシビニルエーテル、ポリエーテルシリコーンコポリマー、ポリオキシエチレンアルカノールアミド又はそれらの混合物であってもよい。 As non-limiting examples, the wetting agent in the coating composition can be a polyoxyvinyl ether, a polyether silicone copolymer, a polyoxyethylene alkanolamide, or mixtures thereof.

非限定的な実例として、コーティング組成物における消泡剤は、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、ポリオキシエチレンオキシプロピレングリセリルエーテル、ポリジメチルシロキサン又はそれらの混合物であってもよい。 As non-limiting examples, the defoamer in the coating composition can be polyoxypropylene glyceryl ether, polyoxyethyleneoxypropylene glyceryl ether, polydimethylsiloxane, or mixtures thereof.

非限定的な実例として、コーティング組成物におけるレオロジー改質剤は、エタノール、プロピレングリコールとプロピレントリオール又はそれらの混合物であってもよい。 As non-limiting examples, the rheology modifier in the coating composition can be ethanol, propylene glycol and propylene triol, or mixtures thereof.

非限定的な実例として、コーティング組成物におけるpH調整剤は、塩酸、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、リン酸ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸リチウム、リン酸二水素リチウム又はそれらの混合物であってもよい。 As non-limiting examples, the pH modifier in the coating composition can be hydrochloric acid, sodium hydroxide, lithium hydroxide, sodium phosphate, sodium dihydrogen phosphate, lithium phosphate, lithium dihydrogen phosphate, or mixtures thereof. There may be.

他方、本出願は、二次電池用セパレータをさらに提供する。本出願の二次電池用セパレータは、ポリマー基材層と基材層上に塗布されるコーティングとを含み、ここでは、コーティングは、以上に記載の本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体又は以上に記載の本出願のコーティング組成物を含んでもよい。 On the other hand, the present application further provides a separator for secondary batteries. The secondary battery separator of the present application comprises a polymer substrate layer and a coating applied onto the substrate layer, wherein the coating comprises the organic-inorganic hybrid complex of the present application as described above or above. It may comprise the coating composition of the present application as described.

本出願は、二次電池をさらに提供し、この二次電池は、正極と、負極と、電解質と、以上に記載の本出願の二次電池用セパレータとを含む。 The present application further provides a secondary battery, which includes a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte, and the above-described secondary battery separator of the present application.

本出願は、電池モジュールをさらに提供し、それは以上に記載の本出願の二次電池を含む。 The present application further provides a battery module, which includes the above-described secondary battery of the present application.

本出願は、電池パックをさらに提供し、それは以上に記載の本出願の電池モジュールを含む。 The present application further provides a battery pack, which includes the battery module of the present application as described above.

本出願は、電力消費装置をさらに提供し、それは以上に記載の本出願の二次電池、又は以上に記載の本出願の電池モジュール、又は以上に記載の本出願の電池パック、又はそれらの組み合わせを含む。 The present application further provides a power consuming device, which is a secondary battery of the present application as described above, or a battery module of the present application as described above, or a battery pack of the present application as described above, or a combination thereof including.

本出願の二次電池において、セパレータのコーティングに本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体を適用することにより、セパレータの電解液浸潤性が著しく改善されるとともに、電解液保持率が大幅に向上することによって、分極を低減し、最終的に二次電池のパワー密度とサイクル寿命は著しく改善される。 In the secondary battery of the present application, by applying the organic-inorganic hybrid type complex of the present application to the coating of the separator, the electrolyte wettability of the separator is significantly improved, and the electrolyte retention rate is greatly improved. This reduces the polarization and ultimately improves the power density and cycle life of the secondary battery significantly.

以下は、本出願の二次電池、電池モジュール、電池パックと装置について、図面を適宜参照して説明する。 Hereinafter, the secondary battery, battery module, battery pack, and device of the present application will be described with reference to the drawings as appropriate.

本出願の一実施形態において、二次電池を提供する。 In one embodiment of the present application, a secondary battery is provided.

通常、二次電池は、正極板と、負極板と、電解質とセパレータとを含む。電池の充放電過程において、活性イオンは、正極板と負極板との間で往復して吸蔵及び放出される。電解質は、正極板と負極板との間でイオンを伝導するという作用を果たす。セパレータは、正極板と負極板との間に設置され、主に正負極の短絡を防止するという作用を果たすとともに、イオンを通過させることができる。 A secondary battery typically includes a positive plate, a negative plate, an electrolyte, and a separator. During the charging and discharging process of the battery, active ions are intercalated and deintercalated between the positive and negative plates. The electrolyte serves to conduct ions between the positive and negative plates. The separator is placed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and mainly serves to prevent short-circuiting of the positive and negative electrodes, and allows ions to pass through.

[正極板]
正極板は、正極集電体と、正極集電体の少なくとも一つの表面に設置される正極膜層とを含み、正極膜層は、正極活物質を含み、正極活物質は、コバルト酸リチウム、ニッケルマンガンコバルト酸リチウム、ニッケルマンガンアルミン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、リン酸バナジウムリチウム、リン酸コバルトリチウム、リン酸マンガンリチウム、ケイ酸鉄リチウム、ケイ酸バナジウムリチウム、ケイ酸コバルトリチウム、ケイ酸マンガンリチウム、スピネル型マンガン酸リチウム、スピネル型ニッケルマンガン酸リチウム、チタン酸リチウムなどを含むが、それらに限られない。正極活物質は、これらのうちの一つ又は複数を使用してもよい。
[Positive plate]
The positive electrode plate includes a positive electrode current collector and a positive electrode film layer disposed on at least one surface of the positive electrode current collector, the positive electrode film layer including a positive electrode active material, the positive electrode active material including lithium cobaltate, Lithium nickel manganese cobalt oxide, lithium nickel manganese aluminate, lithium iron phosphate, lithium vanadium phosphate, lithium cobalt phosphate, lithium manganese phosphate, lithium iron silicate, lithium vanadium silicate, lithium cobalt silicate, manganese silicate Including, but not limited to, lithium, spinel-type lithium manganate, spinel-type lithium nickel manganate, lithium titanate, and the like. One or more of these may be used for the positive electrode active material.

例として、正極集電体は、その自体厚さ方向で対向する二つの表面を有し、正極膜層は、正極集電体の対向する二つの表面のうちのいずれか一つ又は両方に設置されている。 For example, the cathode current collector itself has two surfaces facing each other in the thickness direction, and the cathode film layer is placed on either one or both of the two facing surfaces of the cathode current collector. It is

本出願の二次電池において、正極集電体は、金属箔シート又は複合集電体を採用してもよい。例えば、金属箔シートとして、アルミニウム箔を採用してもよい。複合集電体は、高分子材料基材と、高分子材料基材の少なくとも一つの表面に形成された金属層とを含んでもよい。複合集電体は、金属材料(アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、銀及び銀合金など)を高分子材料基材(例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレン(PE)などの基材)に形成することによって形成されることができる。 In the secondary battery of the present application, the positive electrode current collector may employ a metal foil sheet or a composite current collector. For example, aluminum foil may be employed as the metal foil sheet. The composite current collector may include a polymeric material substrate and a metal layer formed on at least one surface of the polymeric material substrate. Composite current collectors combine metal materials (aluminum, aluminum alloys, nickel, nickel alloys, titanium, titanium alloys, silver and silver alloys, etc.) with polymeric material substrates (e.g., polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), substrates such as polybutylene terephthalate (PBT), polystyrene (PS), and polyethylene (PE)).

正極膜層は、任意選択的に導電剤をさらに含む。しかし、導電剤の種類に対して具体的に限定せず、当業者は実際の需要に応じて選択することができる。例として、正極膜層に用いられる導電剤は、超電導カーボン、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンドット、カーボンナノチューブ、グラフェン及びカーボンナノファイバーのうちの一つ以上から選択されてもよい。 The positive electrode membrane layer optionally further comprises a conductive agent. However, the type of conductive agent is not specifically limited and can be selected by those skilled in the art according to actual needs. By way of example, the conductive agent used in the cathode film layer may be selected from one or more of superconducting carbon, acetylene black, carbon black, ketjen black, carbon dots, carbon nanotubes, graphene, and carbon nanofibers.

本出願において、当分野で既知の方法で正極板を製造することができる。例として、本出願の正極活物質、導電剤と接着剤を溶媒(例えば、N-メチルピロリドン(NMP))に分散させて、均一な正極スラリーを形成し、正極スラリーを正極集電体上に塗布し、乾燥、冷間プレスなどのプロセスを経て、正極板を得ることができる。 In the present application, positive plates can be manufactured by methods known in the art. As an example, the cathode active material, conductive agent, and adhesive of the present application are dispersed in a solvent (eg, N-methylpyrrolidone (NMP)) to form a uniform cathode slurry, and the cathode slurry is coated on a cathode current collector. A positive electrode plate can be obtained through processes such as coating, drying, and cold pressing.

[負極板]
負極板は、負極集電体と、負極集電体の少なくとも一つの表面に設置される負極膜層とを含み、負極膜層は、負極活物質を含む。
[Negative plate]
The negative plate includes a negative current collector and a negative film layer disposed on at least one surface of the negative current collector, and the negative film layer includes a negative active material.

本出願の二次電池において、前記負極活物質は、当分野でよく使われる、二次電池負極を製造するための負極活物質を、負極活物質として使用することができ、人造黒鉛、天然黒鉛、ソフトカーボン、ハードカーボン、ケイ素系材料、錫系材料とチタン酸リチウムなどが挙げられる。ケイ素系材料は、ケイ素単体、ケイ素酸化物(例えば、亜酸化ケイ素)、ケイ素炭素複合体、ケイ素窒素複合体及びケイ素合金のうちの一つ以上から選択されてもよい。スズ系材料は、スズ単体、スズ酸化物及びスズ合金のうちの一つ以上から選択されてもよい。 In the secondary battery of the present application, the negative electrode active material for manufacturing a secondary battery negative electrode, which is commonly used in the art, can be used as the negative electrode active material, including artificial graphite and natural graphite. , soft carbon, hard carbon, silicon-based materials, tin-based materials and lithium titanate. The silicon-based material may be selected from one or more of elemental silicon, silicon oxides (eg, silicon suboxides), silicon-carbon composites, silicon-nitrogen composites, and silicon alloys. The tin-based material may be selected from one or more of elemental tin, tin oxide, and tin alloys.

例として、負極集電体は、その自体厚さ方向で対向する二つの表面を有し、負極膜層は、負極集電体の対向する二つの表面のうちのいずれか一つ又は両方に設置されている。 For example, the negative electrode current collector itself has two surfaces facing each other in the thickness direction, and the negative electrode film layer is disposed on either one or both of the two facing surfaces of the negative electrode current collector. It is

本出願の二次電池において、負極集電体は、金属箔シート又は複合集電体を採用してもよい。例えば、金属箔シートとして、銅箔を採用してもよい。複合集電体は、高分子材料基材と、高分子材料基材の少なくとも一つの表面に形成された金属層とを含んでもよい。複合集電体は、金属材料(銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、銀及び銀合金など)を高分子材料基材(例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレン(PE)などの基材)に形成することによって形成されることができる。 In the secondary battery of the present application, the negative electrode current collector may employ a metal foil sheet or a composite current collector. For example, a copper foil may be employed as the metal foil sheet. The composite current collector may include a polymeric material substrate and a metal layer formed on at least one surface of the polymeric material substrate. Composite current collectors combine metal materials (copper, copper alloys, nickel, nickel alloys, titanium, titanium alloys, silver and silver alloys, etc.) with polymeric material substrates (e.g., polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), substrates such as polybutylene terephthalate (PBT), polystyrene (PS), and polyethylene (PE)).

本出願の二次電池において、負極膜層は、通常、負極活物質と、選択的な接着剤と、選択的な導電剤と、他の選択的な助剤とを含み、通常、負極スラリーを塗布し乾燥して形成される。負極スラリーは、通常、負極活物質及び選択的な導電剤と接着剤などを溶媒に分散させ、且つ均一に撹拌して形成される。溶媒は、N-メチルピロリドン(NMP)又は脱イオン水であってもよい。 In the secondary battery of the present application, the negative electrode film layer usually contains a negative electrode active material, an optional adhesive, an optional conductive agent, and other optional auxiliary agents, and usually contains a negative electrode slurry. Formed by coating and drying. The negative electrode slurry is generally formed by dispersing a negative electrode active material, a selective conductive agent, an adhesive, etc. in a solvent and stirring uniformly. The solvent may be N-methylpyrrolidone (NMP) or deionized water.

例として、導電剤は、超電導カーボン、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンドット、カーボンナノチューブ、グラフェン及びカーボンナノファイバーのうちの一つ以上から選択されてもよい。 By way of example, the conductive agent may be selected from one or more of superconducting carbon, acetylene black, carbon black, ketjen black, carbon dots, carbon nanotubes, graphene, and carbon nanofibers.

例として、接着剤は、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリアクリル酸(PAA)、ポリアクリル酸ナトリウム(PAAS)、ポリアクリルアミド(PAM)、ポリビニルアルコール(PVA)、アルギン酸ナトリウム(SA)、ポリメタクリル酸(PMAA)及びカルボキシメチルキトサン(CMCS)のうちの一つ以上から選択されてもよい。 Examples of adhesives include styrene butadiene rubber (SBR), polyacrylic acid (PAA), sodium polyacrylate (PAAS), polyacrylamide (PAM), polyvinyl alcohol (PVA), sodium alginate (SA), polymethacrylic acid (PMAA) and carboxymethylchitosan (CMCS).

他の選択的な助剤は、例えば、増粘剤(例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC-Na))などである。 Other optional auxiliaries are, for example, thickening agents such as sodium carboxymethylcellulose (CMC-Na).

いくつかの実施形態において、正極板、負極板とセパレータは、巻回プロセス又は積層プロセスによって電極アセンブリを製造することができる。 In some embodiments, the positive plate, negative plate and separator can be manufactured into an electrode assembly by a winding process or a lamination process.

[電解質]
本出願の実施例は、電解質の種類に対して具体的に限定せず、需要に応じて選択することができる。例えば、電解質は、固体又は液体であってもよい。
[Electrolytes]
The embodiments of the present application are not specifically limited to the type of electrolyte, and can be selected according to demand. For example, the electrolyte may be solid or liquid.

いくつかの実施形態において、電解質は、液体であり、且つ通常、電解質塩と溶媒とを含む。 In some embodiments, the electrolyte is liquid and typically includes an electrolyte salt and a solvent.

例として、電解質は、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF)、テトラフルオロホウ酸リチウム(LiBF)、過塩素酸リチウム(LiClO)、ヘキサフルオロヒ酸リチウム(LiAsF)、リチウムビスフルオロスルホンイミド(LiFSI)、リチウムビストリフルオロメタンスルホンイミド(LiTFSI)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiTFS)、リチウムジフルオロ(オキサラト)ボレート(LiDFOB)、リチウムビス(オキサラト)ボレート(LiBOB)、ジフルオロリン酸リチウム(LiPO)、リチウムジフルオロ(オキサラト)ボレート(LiDFOP)及びリチウムテトラフルオロ(オキサラト)ホスフェート(LiTFOP)のうちの一つ又は複数から選択されてもよい。 Exemplary electrolytes include lithium hexafluorophosphate ( LiPF6 ), lithium tetrafluoroborate ( LiBF4 ), lithium perchlorate ( LiClO4 ), lithium hexafluoroarsenate ( LiAsF6 ), lithium bisfluorosulfonimide. (LiFSI), lithium bistrifluoromethanesulfonimide (LiTFSI), lithium trifluoromethanesulfonate (LiTFS), lithium difluoro(oxalato)borate (LiDFOB), lithium bis(oxalato)borate (LiBOB), lithium difluorophosphate ( LiPO2 ) F 2 ), lithium difluoro(oxalato)borate (LiDFOP) and lithium tetrafluoro(oxalato)phosphate (LiTFOP).

例として、溶媒は、炭酸フルオロエチレン(FEC)、炭酸エチレン(EC)、炭酸プロピレン(PC)、炭酸メチルエチル(EMC)、炭酸ジエチル(DEC)、炭酸ジメチル(DMC)、炭酸ジフェニル(DPC)、炭酸メチルプロピル(MPC)、炭酸エチルプロピル(EPC)、炭酸フルオロエチレン(BC)、ギ酸メチル(MF)、酢酸メチル(MA)、ギ酸エチル(EA)、酢酸プロピル(PA)、プロピオン酸メチル(MP)、プロピオン酸エチル(EP)、プロピオン酸プロピル(PP)、酪酸メチル(MB)、酪酸エチル(EB)、1,4-ブチロラクトン(GBL)、スルホラン(SF)、ジメチルスルホン(MSM)、メチルエチルスルホン(EMS)及びジエチルスルホン(ESE)のうちの一つ又は複数から選択されてもよい。 Examples of solvents include fluoroethylene carbonate (FEC), ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), methyl ethyl carbonate (EMC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), diphenyl carbonate (DPC), Methyl propyl carbonate (MPC), Ethyl propyl carbonate (EPC), Fluoroethylene carbonate (BC), Methyl formate (MF), Methyl acetate (MA), Ethyl formate (EA), Propyl acetate (PA), Methyl propionate (MP ), ethyl propionate (EP), propyl propionate (PP), methyl butyrate (MB), ethyl butyrate (EB), 1,4-butyrolactone (GBL), sulfolane (SF), dimethylsulfone (MSM), methyl ethyl It may be selected from one or more of sulfone (EMS) and diethylsulfone (ESE).

いくつかの実施形態において、電解質は、さらに任意選択的に、添加剤を含む。例えば、電解質は、負極成膜添加剤と、正極成膜添加剤と、電池の過充電性能を改善する添加剤と、電池の高温性能を改善する添加剤と、電池の低温性能を改善する添加剤などとを含んでもよい。 In some embodiments, the electrolyte further optionally comprises additives. For example, the electrolyte may include a negative electrode film-forming additive, a positive electrode film-forming additive, an additive that improves the overcharge performance of the battery, an additive that improves the high temperature performance of the battery, and an additive that improves the low temperature performance of the battery. It may also contain agents and the like.

[セパレータ]
セパレータは、正極板と負極板を隔離し、電池内部での短絡を防止するとともに、活性イオンがセパレータを通して正負極の間で移動できるようにする。本出願の二次電池において、上記作用を果たすセパレータとして、ポリマー基材層と基材層上に塗布されるコーティングを含む以上に記載の本出願の二次電池用セパレータを使用する。前記セパレータにおいて、コーティングは、以上に記載の本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体又は以上に記載の本出願のコーティング組成物を含んでもよい。
[Separator]
The separator separates the positive and negative plates, prevents short circuits inside the battery, and allows active ions to migrate between the positive and negative electrodes through the separator. In the secondary battery of the present application, the separator for the secondary battery of the present application described above including the polymer base layer and the coating applied on the base layer is used as the separator that performs the above function. In said separator, the coating may comprise the organic-inorganic hybrid complex of the present application as described above or the coating composition of the present application as described above.

本出願は、ポリマー基材層の種類に対して特に限定せず、良好な化学的安定性と機械的安定性を有する任意の公知のポリマー基材層を使用することができる。いくつかの実施形態において、任意の公知の二次電池に用いられる多孔構造膜を本出願の二次電池用セパレータの基材層として使用することができる。例えば、基材層は、ガラス繊維薄膜、不織布薄膜、ポリエチレン(PE)薄膜、ポリプロピレン(PP)薄膜、ポリフッ化ビニリデン薄膜、及びそれらのうちの一つ又は二つ以上を含む多層複合薄膜のうちの一つ又は複数から選択されてもよい。いくつかの実施形態において、当分野で一般的なポリオレフィン微細孔膜を、本出願の二次電池用セパレータの基材層として使用することができる。非限定的な実例として、ポリオレフィン微細孔膜は、ポリエチレン(PE)単層膜、ポリプロピレン(PP)単層膜及びPPとPEを複合したPP/PE/PP多層微細孔膜であってもよい。例えば、厚度が約20μmであり、平均孔径が約80nmであるPP-PEポリマー微細孔薄膜を、本出願の二次電池用セパレータの基材層として使用することができる。 The present application does not specifically limit the type of polymer substrate layer and any known polymer substrate layer with good chemical and mechanical stability can be used. In some embodiments, any known porous structure film used in secondary batteries can be used as the base layer of the secondary battery separator of the present application. For example, the substrate layer may be a glass fiber thin film, a nonwoven fabric thin film, a polyethylene (PE) thin film, a polypropylene (PP) thin film, a polyvinylidene fluoride thin film, and a multilayer composite thin film including one or more of them. One or more may be selected. In some embodiments, polyolefin microporous membranes common in the art can be used as the base layer of the secondary battery separator of the present application. As non-limiting examples, the polyolefin microporous membrane may be a polyethylene (PE) monolayer membrane, a polypropylene (PP) monolayer membrane, and a PP/PE composite PP/PE/PP multi-layer microporous membrane. For example, a PP-PE polymer microporous thin film with a thickness of about 20 μm and an average pore size of about 80 nm can be used as the base layer of the secondary battery separator of the present application.

当分野で一般的な方法により、本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体又は本出願のコーティング組成物をポリマー基材層に適用することによって、基材層上に塗布されるコーティングを形成することができる。例えば、一般的な塗布方法、例えば、スクラッチコート法によって、本出願の有機-無機ハイブリッド型錯体又は本出願のコーティング組成物を含むスラリーを、二次電池用セパレータの基材層の少なくとも一つの表面に塗布して、表面にウェットコーティングを形成することができる。前記スラリーの固体含有量は、約5%から約10%、例えば約9%であってもよい。ウェットコーティングを乾燥した後、セパレータの少なくとも一つの表面にコーティングが形成される。コーティングの厚さは、約1~8μm、例えば、約5μmであってもよい。 The coating applied onto the substrate layer can be formed by applying the organic-inorganic hybrid complex of the present application or the coating composition of the present application to the polymeric substrate layer by methods common in the art. can. For example, a slurry containing the organic-inorganic hybrid complex of the present application or the coating composition of the present application is applied to at least one surface of a substrate layer of a secondary battery separator by a general coating method such as a scratch coating method. to form a wet coating on the surface. The solids content of the slurry may be from about 5% to about 10%, such as about 9%. After drying the wet coating, a coating is formed on at least one surface of the separator. The thickness of the coating may be about 1-8 μm, eg about 5 μm.

いくつかの実施形態において、二次電池は、リチウムイオン二次電池であってもよい。 In some embodiments, the secondary battery may be a lithium ion secondary battery.

いくつかの実施形態において、正極板、負極板とセパレータは、巻回プロセス又は積層プロセスによって電極アセンブリを製造することができる。 In some embodiments, the positive plate, negative plate and separator can be manufactured into an electrode assembly by a winding process or a lamination process.

いくつかの実施形態において、二次電池は、外装を含んでもよい。この外包装は、以上に記載の電極アセンブリ及び電解液をパッケージすることに用いられてもよい。 In some embodiments, a secondary battery may include a sheath. This outer packaging may be used to package the electrode assembly and electrolyte solution described above.

いくつかの実施形態において、二次電池の外装は、硬質ケースであってもよく、例えば、硬質プラスチックケース、アルミニウムケース、スチールケースなどである。二次電池の外装は軟質バッグであってもよく、例えば、袋式軟質バッグである。パウチの材質はプラスチックであってもよく、プラスチックとして、ポリプロピレン(PP)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリブチレンサクシネート(PBS)などを挙げることができる。 In some embodiments, the secondary battery housing may be a hard case, such as a hard plastic case, an aluminum case, a steel case, and the like. The packaging of the secondary battery may be a soft bag, for example, a bag-type soft bag. The material of the pouch may be plastic, and examples of plastic include polypropylene (PP), polybutylene terephthalate (PBT), polybutylene succinate (PBS), and the like.

本出願は、二次電池の形状に対して特に限定せず、それは円筒形、四角形又は他の任意の形状であってもよい。例えば、図1は、一例としての四角形構造の二次電池5である。 The present application does not specifically limit the shape of the secondary battery, which may be cylindrical, square or any other shape. For example, FIG. 1 shows a secondary battery 5 having a square structure as an example.

いくつかの実施形態において、図2を参照すると、外装は、ケース51と蓋板53とを含んでもよい。ここでは、ケース51は、底板と、底板上に接続される側板とを含んでもよく、底板と側板は、囲んで収容室を形成する。ケース51は、収容室と連通する開口部を有し、蓋板53は、開口部を遮蔽して収容室を塞ぐことができる。正極板、負極板とセパレータは、巻回プロセス又は積層プロセスによって電極アセンブリ52を形成することができる。電極アセンブリ52は、収容室内にパッケージされる。電解液は、電極アセンブリ52に浸潤されている。二次電池5に含まれる電極アセンブリ52の数は、一つ又は複数であってもよく、当業者は具体的な実際の需求に応じて選択することができる。 In some embodiments, referring to FIG. 2, the exterior may include a case 51 and a lid plate 53. As shown in FIG. Here, the case 51 may include a bottom plate and side plates connected on the bottom plate, the bottom plate and the side plates enclosing to form a receiving chamber. The case 51 has an opening that communicates with the storage chamber, and the cover plate 53 can cover the opening to block the storage chamber. The positive plate, negative plate and separator can form the electrode assembly 52 by a winding process or a lamination process. The electrode assembly 52 is packaged within the housing. Electrolyte solution is infiltrated into the electrode assembly 52 . The number of electrode assemblies 52 included in the secondary battery 5 may be one or more, and can be selected by those skilled in the art according to specific actual needs.

いくつかの実施形態において、二次電池は、電池モジュールに組み立てることができ、電池モジュールに含まれる二次電池の数は一つ又は複数であってもよく、具体的な数は、当業者により電池モジュールの用途と容量に基づいて選択することができる。 In some embodiments, the secondary battery can be assembled into a battery module, and the number of secondary batteries included in the battery module can be one or more, and the specific number can be determined by those skilled in the art. Selection can be made based on the application and capacity of the battery module.

図3は一例としての電池モジュール4である。図3を参照すると、電池モジュール4において、複数の二次電池5は、電池モジュール4の長手方向に沿って順次配列して設置されてもよい。もちろん、他の任意の方式で配置してもよい。さらに、締結具によってこの複数の二次電池5を固定してもよい。 FIG. 3 shows a battery module 4 as an example. Referring to FIG. 3 , in battery module 4 , a plurality of secondary batteries 5 may be arranged and installed sequentially along the longitudinal direction of battery module 4 . Of course, any other arrangement may be used. Further, the plurality of secondary batteries 5 may be fixed by fasteners.

任意選択的に、電池モジュール4は、収容空間を有するハウジングをさらに含んでもよく、複数の二次電池5は、この収容空間に収容される。 Optionally, the battery module 4 may further include a housing having an accommodation space, and the plurality of secondary batteries 5 are accommodated in this accommodation space.

いくつかの実施形態において、前記電池モジュールは、さらに電池パックに組み立てることができ、電池パックに含まれる電池モジュールの数は、当業者により電池パックの用途と容量に基づいて選択することができる。 In some embodiments, the battery modules can be further assembled into a battery pack, and the number of battery modules included in the battery pack can be selected by those skilled in the art based on the application and capacity of the battery pack.

図4と図5は、一例としての電池パック1である。図4と図5を参照すると、電池パック1は、電池箱及び電池箱内に設置される複数の電池モジュール4を含んでもよい。電池箱は、上部筺体2と下部筺体3とを含み、上部筺体2は下部筺体3を遮蔽し、且つ電池モジュール4を収容するための密閉空間を形成することができる。複数の電池モジュール4は、任意の方式で電池箱内に配置されてもよい。 4 and 5 show the battery pack 1 as an example. 4 and 5, the battery pack 1 may include a battery box and a plurality of battery modules 4 installed within the battery box. The battery box includes an upper housing 2 and a lower housing 3 , the upper housing 2 shielding the lower housing 3 and capable of forming an enclosed space for housing the battery modules 4 . A plurality of battery modules 4 may be arranged in the battery box in any manner.

また、本出願は、装置をさらに提供し、装置は、本出願による二次電池、電池モジュール、又は電池パックのうちの一つ以上を含む。二次電池、電池モジュール又は電池パックは、装置の電源として使用されてもよく、装置のエネルギー貯蔵ユニットとして使用されてもよい。装置は、モバイル機器(例えば、携帯電話、ノートパソコンなど)、電気自動車(例えば、純電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、電動自転車、電気スクーター、電気ゴルフカート、電気トラックなど)、電車、船舶及び衛星、エネルギー貯蔵システムなどであってもよいが、それらに限られない。 Also, the present application further provides an apparatus, the apparatus including one or more of a secondary battery, battery module or battery pack according to the present application. A secondary battery, battery module or battery pack may be used as the device's power source or may be used as the device's energy storage unit. Devices include mobile devices (e.g., mobile phones, laptops, etc.), electric vehicles (e.g., pure electric vehicles, hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, electric bicycles, electric scooters, electric golf carts, electric trucks, etc.), It may be, but is not limited to, trains, ships and satellites, energy storage systems, and the like.

電力消費装置として、その使用上の需要に応じて、二次電池、電池モジュール又は電池パックを選択することができる。 A secondary battery, a battery module, or a battery pack can be selected as the power consumption device according to the demand for its use.

図6は、一例としての電力消費装置である。該装置は、純電気自動車、ハイブリッド電気自動車、又はプラグインハイブリッド電気自動車などである。この電力消費装置が二次電池に対する高パワーと高エネルギー密度の需求を満たすために、電池パック又は電池モジュールを採用してもよい。 FIG. 6 is an example power consumption device. The device may be a pure electric vehicle, a hybrid electric vehicle, or a plug-in hybrid electric vehicle. Battery packs or battery modules may be employed for this power consuming device to meet the high power and high energy density demands for secondary batteries.

別の例としての電力消費装置は、携帯電話、タブレットパソコン、ノートパソコンなどであってもよい。この装置は、通常、軽量化や薄型化を要求し、二次電池を電源として採用することができる。 Another example power consuming device may be a mobile phone, a tablet computer, a laptop, or the like. This device is usually required to be lightweight and thin, and can employ a secondary battery as a power source.

本出願の上記発明の内容は、本出願における各開示された実施形態又は各実現方式を記述することを意図していない。以下の記述は、例示的な実施形態をより具体的に例示する。本出願全体の複数の箇所で、様々な組み合わせの形式で使用できる一連の実施形態によって指導を提供した。各具体例において、代表的なグループのみを挙げており、網羅的なものとして解釈されるべきではない。 The above inventive content of the present application is not intended to describe each disclosed embodiment or each implementation of the present application. The description that follows more particularly exemplifies illustrative embodiments. In multiple places throughout this application, guidance is provided through a series of embodiments that can be used in various combinations. In each example, only representative groups are listed and should not be construed as exhaustive.

以下の製造例、実施例と適用例において、具体的な条件が明記されていない場合、説明されたステップが一般的な条件又はメーカーが提案した条件に従って行われることを意味する。使用する試薬又は計器は、メーカーが明記されていない場合、いずれも市販として入手可能で一般的な製品である。 In the following production examples, examples and application examples, if specific conditions are not specified, it means that the described steps are performed according to general conditions or conditions suggested by the manufacturer. All reagents or instruments used are commercially available and common products unless the manufacturer is specified.

有機-無機ハイブリッド型錯体の製造
要約すると、本出願の有機-無機ハイブリッド型複合化合物は、液相共沈法によって製造することができる。対応する配位子Lを含む酸、酸無水物又は塩、及び対応する金属M又は金属クラスターMを含む塩を、水又はアンモニア水、エタノール、メタノール、DMFなどの極性を有する溶媒の中で撹拌混合し、室温から150℃の温度で反応させ、且つ欠陥を導入する物質を添加し、例えば、酸性物質、アルカリ性物質、酸化還元剤などである。反応が完了した後、反応混合物を約1~48時間エージングさせる。その後、吸引濾過によって固体生成物を回収する。回収された固体生成物を約140℃~約160℃の温度で約8~12時間活性化して、最終的な有機-無機ハイブリッド型錯体生成物を得る。
Preparation of Organic-Inorganic Hybrid Complex In summary, the organic-inorganic hybrid complex compound of the present application can be prepared by a liquid-phase coprecipitation method. An acid, acid anhydride or salt containing the corresponding ligand L and a salt containing the corresponding metal M or metal cluster M a C b are added in a polar solvent such as water or aqueous ammonia, ethanol, methanol, DMF. Stir and mix in, react at a temperature from room temperature to 150° C., and add a substance that introduces defects, such as an acidic substance, an alkaline substance, a redox agent, and the like. After the reaction is complete, the reaction mixture is aged for about 1-48 hours. The solid product is then recovered by suction filtration. The recovered solid product is activated at a temperature of about 140° C. to about 160° C. for about 8-12 hours to obtain the final organic-inorganic hybrid complex product.

製造例1
等モルのFeCl(127g)とNaFe(CN)(304g)を原料として秤量する。前記二つの原料をそれぞれ10Lの脱イオン水に添加して、0.1M FeCl溶液と0.1M NaFe(CN)溶液を調製する。二つの溶液をそれぞれ約80℃に加熱し、且つこの温度を維持する。FeCl溶液を約1mL/minの速度でNaFe(CN)溶液に滴下して、共沈反応を発生させて沈澱物を得る。滴下の過程において酸性物質の希塩酸(純HCl換算質量で3.5g)を一度に注入することによって、配位子欠陥を導入する。反応が完了した後、反応混合物を約80℃で約24時間エージングさせる。その後、吸引濾過によって固体生成物を回収する。次いで、回收した固体生成物を約150℃の温度で約10時間活性化する。最終的に、固体生成物133gを得る。
Production example 1
Equimolar FeCl 2 (127 g) and Na 4 Fe(CN) 6 (304 g) are weighed as raw materials. The two raw materials are respectively added to 10 L of deionized water to prepare 0.1M FeCl2 solution and 0.1M Na4Fe (CN) 6 solution. The two solutions are each heated to about 80° C. and maintained at this temperature. The FeCl 2 solution is dropped into the Na 4 Fe(CN) 6 solution at a rate of about 1 mL/min to cause a coprecipitation reaction to obtain a precipitate. Ligand defects are introduced by injecting dilute hydrochloric acid (3.5 g in pure HCl equivalent mass) as an acidic substance at one time during the dropping process. After the reaction is complete, the reaction mixture is aged at about 80° C. for about 24 hours. The solid product is then recovered by suction filtration. The recovered solid product is then activated at a temperature of about 150°C for about 10 hours. Finally, 133 g of solid product are obtained.

得られた固体生成物を特徴付けて、最終的な有機-無機ハイブリッド型複合化合物の基本単位の化学式を決定する。具体的には、得られた固体生成物を検体として150℃で真空乾燥して、吸着している水分不純物を除去する。そして、サンプルに対してICP試験(SPECTRO BLUE、SPECTRO Analytical Instruments GmbHより)を行い、FeとNaの含有率がそれぞれ37.76%と11.97%であると決定する。また、炭素硫黄試験(炭素硫黄分析計、CS844、LECO Corporationより)及び元素分析試験(Elemental analysis)(Vario EL III、Elementar Analysensysteme GmbHより)によって、CとNの含有率がそれぞれ22.93%と26.75%であると決定する。以上の試験によって、生成物の実験式が(CN)2.79Fe・Na0.76であると決定する。対応する無欠陥製品の理論式は、元素価数決定及びin situ冷電界放出銃双球面収差補正透過型電子顕微鏡(Talos F200i、Thermo Fisher Scientific Inc.より)の観測によって、(CN)Fe・Naであると決定する。以上の結果より、本製造例において実際に得られた有機-無機ハイブリッド型錯体は、[(CN)2.790.21]Fe・Na0.76で表される基本単位を有することが分かった。本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体において、欠陥パーセントは7.0%である。 The resulting solid product is characterized to determine the chemical formulas of the basic units of the final organic-inorganic hybrid complex compound. Specifically, the obtained solid product is vacuum-dried at 150° C. as a specimen to remove adsorbed moisture impurities. The sample is then subjected to an ICP test (SPECTRO BLUE, from SPECTRO Analytical Instruments GmbH) to determine the Fe and Na contents to be 37.76% and 11.97%, respectively. In addition, a carbon sulfur test (carbon sulfur analyzer, CS844, from LECO Corporation) and an elemental analysis test (Vario EL III, from Elemental Analysensysteme GmbH) showed that the content of C and N was 22.93%, respectively. 26.75%. The above tests determine the product's empirical formula to be (CN) 2.79 Fe.Na 0.76 . The theoretical formula for the corresponding defect-free product is (CN) 3 Fe· Na. From the above results, the organic-inorganic hybrid complex actually obtained in this production example was found to have a basic unit represented by [(CN) 2.790.21 ]Fe·Na 0.76 . Do you get it. In the organic-inorganic hybrid complex produced in this production example, the defect percentage is 7.0%.

得られた有機-無機ハイブリッド型錯体材料に対して走査電子顕微鏡(SEM)特徴付け(Sigma300、Carl-Zeiss Jena GmbHより)を行う。得られたSEM写真を図7に示している。 Scanning electron microscopy (SEM) characterization (Sigma 300 from Carl-Zeiss Jena GmbH) is performed on the resulting organic-inorganic hybrid complex material. The SEM photograph obtained is shown in FIG.

製造例2
製造例1と基本的に同じ製造方法で有機-無機ハイブリッド型錯体を製造し、異なる点は、製造過程に添加された希塩酸の質量が純HCl換算で0.6gであることのみである。最終的に、固体生成物141gを得る。
Production example 2
An organic-inorganic hybrid complex was produced by basically the same production method as in Production Example 1, with the only difference being that the mass of dilute hydrochloric acid added in the production process was 0.6 g in terms of pure HCl. Finally, 141 g of solid product are obtained.

製造例1と同じ特徴付け方法によって、本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体が[(CN)2.970.03]Fe・Na0.95で表される基本単位を有すると決定する。本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体において、欠陥パーセントは1.0%である。 By the same characterization method as in Production Example 1, the organic-inorganic hybrid complex produced in this Production Example has a basic unit represented by [(CN) 2.970.03 ]Fe·Na 0.95 . Then decide. In the organic-inorganic hybrid complex produced in this production example, the defect percentage is 1.0%.

製造例3
製造例1と基本的に同じ製造方法で有機-無機ハイブリッド型錯体を製造し、異なる点は、製造過程に添加された希塩酸の質量が純HCl換算で2.8gであることのみである。最終的に、固体生成物139gを得る。
Production example 3
An organic-inorganic hybrid complex was produced by basically the same production method as in Production Example 1, the only difference being that the mass of diluted hydrochloric acid added in the production process was 2.8 g in terms of pure HCl. Finally, 139 g of solid product are obtained.

製造例1と同じ特徴付け方法によって、本実施例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体が[(CN)2.9250.075]Fe・Na0.90で表される基本単位を有すると決定する。本実施例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体において、欠陥パーセントは2.5%である。 By the same characterization method as in Preparation Example 1, the organic-inorganic hybrid complex prepared in this example has a basic unit represented by [(CN) 2.9250.075 ]Fe·Na 0.90 . Then decide. In the organic-inorganic hybrid complex produced in this example, the defect percentage is 2.5%.

製造例4
製造例1と基本的に同じ製造方法で有機-無機ハイブリッド型錯体を製造し、異なる点は、製造過程に添加された希塩酸の質量が純HCl換算で9.7gであることのみである。最終的に、固体生成物118gを得る。
Production example 4
An organic-inorganic hybrid complex was produced by basically the same production method as in Production Example 1, with the only difference being that the mass of dilute hydrochloric acid added in the production process was 9.7 g in terms of pure HCl. Finally, 118 g of solid product are obtained.

製造例1と同じ特徴付け方法によって、本実施例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体が[(CN)2.460.54]Fe・Na0.42で表される基本単位を有すると決定する。本実施例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体において、欠陥パーセントは18.0%である。 By the same characterization method as in Preparation Example 1, the organic-inorganic hybrid complex prepared in this example has a basic unit represented by [(CN) 2.460.54 ]Fe·Na 0.42 . Then decide. In the organic-inorganic hybrid complex produced in this example, the defect percentage is 18.0%.

製造例5
製造例1と基本的に同じ製造方法で有機-無機ハイブリッド型錯体を製造し、異なる点は、製造過程に添加された希塩酸の質量が純HCl換算で13.2gであることのみである。最終的に、固体生成物108gを得る。
Production example 5
An organic-inorganic hybrid complex was produced by basically the same production method as in Production Example 1, with the only difference being that the mass of dilute hydrochloric acid added in the production process was 13.2 g in terms of pure HCl. Finally, 108 g of solid product are obtained.

製造例1と同じ特徴付け方法によって、本実施例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体が[(CN)2.250.75]Fe・Na0.2で表される基本単位を有すると決定する。本実施例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体において、欠陥パーセントは25.0%である。 By the same characterization method as in Production Example 1, the organic-inorganic hybrid complex produced in this example has a basic unit represented by [(CN) 2.250.75 ]Fe·Na 0.2 . Then decide. In the organic-inorganic hybrid complex produced in this example, the defect percentage is 25.0%.

製造例6
製造例1と基本的に同じ製造方法で有機-無機ハイブリッド型錯体を製造し、異なる点は、製造例1における0.1M FeCl溶液と0.1M NaFe(CN)溶液の代わりに、10のL脱イオン水において0.1M MnCl溶液と0.1M NaMn(CN)溶液をそれぞれ調製して、共沈反応を行うとともに、製造過程に希塩酸を添加せず、Oを継続的に流すことによって配位子欠陥を導入することのみである。O流束は1.7*溶液総体積/時間である。最終的に、固体生成物132gを得る。
Production example 6
An organic-inorganic hybrid complex was produced by basically the same production method as in Production Example 1, except that the 0.1 M FeCl 2 solution and the 0.1 M Na 4 Fe(CN) 6 solution in Production Example 1 were replaced with , prepare 0.1M MnCl2 solution and 0.1M Na4Mn (CN) 6 solution in 10 L deionized water respectively to carry out the co-precipitation reaction, without adding dilute hydrochloric acid in the production process, O2 It is only possible to introduce ligand defects by continuously flowing . The O2 flux is 1.7*total solution volume/hour. Finally, 132 g of solid product are obtained.

製造例1に類似した試験方法によって、生成物の実験式が(CN)2.79Mn・Na0.76であると決定する。また、製造例1に類似した方法によって、対応する無欠陥製品の理論式は(CN)Mn・Naとして決定された。以上の結果より、本製造例において実際に得られた有機-無機ハイブリッド型錯体は、[(CN)2.790.21]Mn・Na0.76で表される基本単位を有することが分かった。本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体において、欠陥パーセントは7.0%である。 By a test method analogous to Preparation 1, the empirical formula of the product is determined to be (CN) 2.79 Mn.Na 0.76 . Also, by a method similar to Production Example 1, the theoretical formula of the corresponding defect-free product was determined as (CN) 3 Mn·Na. From the above results, the organic-inorganic hybrid complex actually obtained in this production example was found to have a basic unit represented by [(CN) 2.790.21 ]Mn·Na 0.76 . Do you get it. In the organic-inorganic hybrid complex produced in this production example, the defect percentage is 7.0%.

製造例7
製造例6と基本的に同じ製造方法で有機-無機ハイブリッド型錯体を製造し、異なる点は、製造例6における0.1M MnCl溶液と0.1M NaMn(CN)溶液の代わりに、10Lの脱イオン水において0.1M CoCl溶液と0.1M NaCo(CN)溶液をそれぞれ調製して、共沈反応を行うことのみである。最終的に、固体生成物136gを得る。
Production example 7
An organic-inorganic hybrid complex was produced by basically the same production method as in Production Example 6, except that the 0.1 M MnCl 2 solution and the 0.1 M Na 4 Mn(CN) 6 solution in Production Example 6 were replaced with , prepare 0.1 M CoCl2 solution and 0.1 M Na4Co (CN) 6 solution in 10 L of deionized water respectively to carry out the co-precipitation reaction. Finally, 136 g of solid product are obtained.

製造例1に類似した試験方法によって、生成物の実験式が(CN)2.79Co・Na0.76であると決定する。また、製造例1に類似した方法によって、対応する無欠陥製品の理論式は(CN)Co・Naとして決定された。以上の結果より、本製造例において実際に得られた有機-無機ハイブリッド型錯体は、[(CN)2.790.21]Co・Na0.76で表される基本単位を有することが分かった。本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体において、欠陥パーセントは7.0%である。 By a test method analogous to Preparation 1, the empirical formula of the product is determined to be (CN) 2.79 Co.Na 0.76 . Also, by a method similar to Production Example 1, the theoretical formula of the corresponding defect-free product was determined as (CN) 3 Co·Na. From the above results, the organic-inorganic hybrid complex actually obtained in this production example was found to have a basic unit represented by [(CN) 2.790.21 ]Co·Na 0.76 . Do you get it. In the organic-inorganic hybrid complex produced in this production example, the defect percentage is 7.0%.

製造例8
製造例6と基本的に同じ製造方法で有機-無機ハイブリッド型錯体を製造し、異なる点は、実施例6における0.1M MnCl溶液と0.1M NaMn(CN)溶液の代わりに、10Lの脱イオン水において0.1M MnCl溶液と0.1M NaFe(CN)溶液をそれぞれ調製して、共沈反応を行うことのみである。最終的に、固体生成物136gを得る。
Production example 8
An organic-inorganic hybrid complex was produced by basically the same production method as in Production Example 6, except that the 0.1 M MnCl 2 solution and the 0.1 M Na 4 Mn(CN) 6 solution in Example 6 were replaced with , prepare a 0.1 M MnCl2 solution and a 0.1 M Na4Fe (CN) 6 solution in 10 L of deionized water respectively to carry out the co-precipitation reaction. Finally, 136 g of solid product are obtained.

製造例1に類似した試験方法によって、生成物の実験式が(CN)2.79[Fe0.5Mn0.5]・Na0.76であると決定する。また、製造例1に類似した方法によって、対応する無欠陥製品の理論式は(CN)[Fe0.5Mn0.5]・Naとして決定された。以上の結果より、本製造例において実際に得られた有機-無機ハイブリッド型錯体は、[(CN)2.790.21][Fe0.5Mn0.5]・Na0.76で表される基本単位を有することが分かった。本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体において、欠陥パーセントは7.0%である。 By a test method analogous to Preparation 1, the empirical formula of the product is determined to be (CN) 2.79 [Fe 0.5 Mn 0.5 ]·Na 0.76 . Also, by a method similar to Production Example 1, the theoretical formula of the corresponding defect-free product was determined as (CN) 3 [Fe 0.5 Mn 0.5 ]·Na. From the above results, the organic-inorganic hybrid type complex actually obtained in this production example is [(CN) 2.790.21 ][Fe 0.5 Mn 0.5 ]·Na 0.76. It was found to have a base unit expressed as In the organic-inorganic hybrid complex produced in this production example, the defect percentage is 7.0%.

製造例9
製造例1と基本的に同じ製造方法で有機-無機ハイブリッド型錯体を製造し、異なる点は、Co(NOと5-クロロベンズイミダゾールを原料として使用し、且つ製造例1で使用した脱イオン水の代わりに、HOとDMFとの混合溶媒(1:1)10Lを使用し、製造例1における0.1M FeCl溶液と0.1M NaFe(CN)溶液の代わりに、0.1M Co(NO溶液と0.2M 5-クロロベンズイミダゾール溶液をそれぞれ調製して、共沈反応を行うとともに、製造過程に希塩酸を添加せず、質量が3.3gであるNaOHを添加することによって配位子欠陥を導入することのみである。最終的に、固体生成物293gを得る。
Production example 9
An organic-inorganic hybrid complex was produced by basically the same production method as in Production Example 1, except that Co(NO 3 ) 2 and 5-chlorobenzimidazole were used as raw materials and used in Production Example 1. Instead of deionized water, 10 L of mixed solvent of H2O and DMF (1:1) was used instead of 0.1M FeCl2 solution and 0.1M Na4Fe (CN) 6 solution in Preparation Example 1. 2, 0.1M Co(NO 3 ) 2 solution and 0.2M 5-chlorobenzimidazole solution were prepared respectively, and the coprecipitation reaction was carried out. It only introduces ligand defects by adding some NaOH. Finally, 293 g of solid product are obtained.

製造例1に類似した試験方法によって、生成物の実験式が(cbIm)1.86Coであると決定する。また、製造例1に類似した方法によって、対応する無欠陥製品の理論式は(cbIm)Coとして決定された。以上の結果より、本製造例において実際に得られた有機-無機ハイブリッド型錯体は、[(cbIm)1.860.14]Coで表される基本単位を有することが分かった。本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体において、欠陥パーセントは7.0%である。 A test method similar to that of Preparation 1 determines the empirical formula of the product to be (cbIm) 1.86 Co. Also, by a method similar to Preparation Example 1, the theoretical formula of the corresponding defect-free product was determined as (cbIm) 2 Co. From the above results, it was found that the organic-inorganic hybrid complex actually obtained in this production example has a basic unit represented by [(cbIm) 1.860.14 ]Co. In the organic-inorganic hybrid complex produced in this production example, the defect percentage is 7.0%.

製造例10
製造例9と基本的に同じ製造方法で有機-無機ハイブリッド型錯体を製造し、異なる点は、製造過程に添加されたNaOHの質量が0.6gであることのみである。最終的に、固体生成物309gを得る。
Production example 10
An organic-inorganic hybrid complex was produced by basically the same production method as in Production Example 9, the only difference being that the mass of NaOH added during the production process was 0.6 g. Finally, 309 g of solid product are obtained.

製造例9に類似した特徴付け方法によって、本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体が[(cbIm)1.980.02]Coで表される基本単位を有すると決定する。本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体において、欠陥パーセントは1.0%である。 A characterization method similar to that of Preparation 9 determines that the hybrid organic-inorganic complex prepared in this preparation has a base unit represented by [(cbIm) 1.980.02 ]Co. In the organic-inorganic hybrid complex produced in this production example, the defect percentage is 1.0%.

製造例11
製造例9と基本的に同じ製造方法で有機-無機ハイブリッド型錯体を製造し、異なる点は、製造過程に添加されたNaOHの質量が1.2gであることのみである。最終的に、固体生成物305gを得る。
Production Example 11
An organic-inorganic hybrid complex was produced by basically the same production method as in Production Example 9, the only difference being that the mass of NaOH added during the production process was 1.2 g. Finally, 305 g of solid product are obtained.

製造例9に類似した特徴付け方法によって、本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体が[(cbIm)1.950.05]Coで表される基本単位を有すると決定する。本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体において、欠陥パーセントは2.5%である。 A characterization method similar to that of Preparation 9 determines that the hybrid organic-inorganic complex prepared in this preparation has a base unit represented by [(cbIm) 1.950.05 ]Co. The defect percentage is 2.5% in the organic-inorganic hybrid complex produced in this preparation example.

製造例12
製造例9と基本的に同じ製造方法で有機-無機ハイブリッド型錯体を製造し、異なる点は、製造過程に添加されたNaOHの質量が4.5gであることのみである。最終的に、固体生成物265gを得る。
Production example 12
An organic-inorganic hybrid complex was produced by basically the same production method as in Production Example 9, the only difference being that the mass of NaOH added during the production process was 4.5 g. Finally, 265 g of solid product are obtained.

製造例9に類似した特徴付け方法によって、本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体が[(cbIm)1.640.36]Coで表される基本単位を有すると決定する。本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体において、欠陥パーセントは18%である。 A characterization method similar to that of Preparation 9 determines that the hybrid organic-inorganic complex prepared in this preparation has a base unit represented by [(cbIm) 1.640.36 ]Co. The defect percentage is 18% in the organic-inorganic hybrid complex produced in this preparation example.

製造例13
製造例9と基本的に同じ製造方法で有機-無機ハイブリッド型錯体を製造し、異なる点は、製造過程に添加されたNaOHの質量が8.4gであることのみである。最終的に、固体生成物246gを得る。
Production example 13
An organic-inorganic hybrid complex was produced by basically the same production method as in Production Example 9, the only difference being that the mass of NaOH added during the production process was 8.4 g. Finally, 246 g of solid product are obtained.

製造例9に類似した特徴付け方法によって、本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体が[(cbIm)1.500.50]Coで表される基本単位を有すると決定する。本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体において、欠陥パーセントは25%である。 A characterization method similar to that of Preparation 9 determines that the hybrid organic-inorganic complex prepared in this preparation has a base unit represented by [(cbIm) 1.500.50 ]Co. The defect percentage is 25% in the organic-inorganic hybrid complex produced in this preparation example.

製造例14
製造例1と基本的に同じ製造方法で有機-無機ハイブリッド型錯体を製造し、異なる点は、使用する原料がトリメシン酸三カリウム塩、トリメシン酸とCu(NOであり、且つ製造例1で使用した脱イオン水の代わりに、HOとEtOHとの混合溶媒(1:1)10Lを使用し、0.05Mトリメシン酸三カリウム塩溶液、0.25Mトリメシン酸溶液、0.45M Cu(NO溶液をそれぞれ順次調製して一つずつ混合するとともに、製造過程に添加された希塩酸の質量が純HCl換算で3.7gであることのみである。最終的に、固体生成物758gを得る。
Production example 14
An organic-inorganic hybrid complex was produced by basically the same production method as in Production Example 1, except that the raw materials used were trimesic acid tripotassium salt, trimesic acid, and Cu(NO 3 ) 2 . Instead of the deionized water used in 1, 10 L of a mixed solvent of H 2 O and EtOH (1:1) was used, and The Cu(NO 3 ) 2 solutions are prepared one by one and mixed one by one. Finally, 758 g of solid product are obtained.

製造例1に類似した試験方法によって、生成物の実験式が(BTC)1.86Cu・Kであると決定する。また、製造例1に類似した方法によって、対応する無欠陥製品の理論式は(BTC)Cu・Kとして決定された。以上の結果より、本製造例において実際に得られた有機-無機ハイブリッド型錯体は、[(BTC)1.860.14]Cu・Kで表される基本単位を有することが分かった。本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体において、欠陥パーセントは7.0%である。 By a test method analogous to Preparation 1, the empirical formula of the product is determined to be (BTC) 1.86 Cu 3 ·K. Also, by a method similar to Preparation Example 1, the theoretical formula of the corresponding defect-free product was determined as (BTC) 2 Cu 3 ·K. From the above results, it was found that the organic-inorganic hybrid type complex actually obtained in this production example has a basic unit represented by [(BTC) 1.860.14 ]Cu 3 ·K. . In the organic-inorganic hybrid complex produced in this production example, the defect percentage is 7.0%.

製造例15
製造例1と基本的に同じ製造方法で有機-無機ハイブリッド型錯体を製造し、異なる点は、使用する原料がテレフタル酸一リチウム塩、テレフタル酸、Fe(ClOとHFであり、且つ製造例1で使用した脱イオン水の代わりに、HOとEtOHとの混合溶媒(1:1)10Lを使用し、0.05Mテレフタル酸一リチウム塩溶液、0.05Mテレフタル酸溶液、0.1M Fe(ClO溶液と0.02M HF溶液をそれぞれ順次調製し且つ溶液に一つずつ混合するとともに、製造過程に添加された希塩酸の質量が純HCl換算で3.7gであることのみである。最終的に、固体生成物188gを得る。
Production example 15
An organic-inorganic hybrid complex was produced by basically the same production method as in Production Example 1, except that the raw materials used were monolithium terephthalate, terephthalic acid, Fe(ClO 4 ) 3 and HF, and Instead of the deionized water used in Production Example 1, 10 L of a mixed solvent of H 2 O and EtOH (1:1) was used, and 0.05 M monolithium terephthalate solution, 0.05 M terephthalic acid solution A 1 M Fe(ClO 4 ) 3 solution and a 0.02 M HF solution are prepared in sequence and mixed one by one into the solution, and the mass of dilute hydrochloric acid added in the manufacturing process is 3.7 g in terms of pure HCl. Only. Finally, 188 g of solid product are obtained.

製造例1に類似した試験方法によって、生成物の実験式が(BDC)0.93[Fe(OH)0.80.2]・Li0.5であると決定する。また、製造例1に類似した方法によって、対応する無欠陥製品の理論式は(BDC)[Fe(OH)0.80.2]・Li0.5として決定された。以上の結果より、本製造例において実際に得られた有機-無機ハイブリッド型錯体は[(BDC)0.930.07][Fe(OH)0.80.2]・Li0.5で表される基本単位を有することが分かった。本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体において、欠陥パーセントは7.0%である。 By a test method analogous to Preparation 1, the empirical formula of the product is determined to be (BDC) 0.93 [Fe(OH) 0.8 F 0.2 ]·Li 0.5 . Also, by a method similar to Preparation Example 1, the theoretical formula of the corresponding defect-free product was determined as (BDC)[Fe(OH) 0.8 F 0.2 ]·Li 0.5 . From the above results, the organic-inorganic hybrid type complex actually obtained in this production example is [(BDC) 0.930.07 ][Fe(OH) 0.8 F 0.2 ]·Li 0. It was found to have a basic unit represented by 5 . In the organic-inorganic hybrid complex produced in this production example, the defect percentage is 7.0%.

製造例16
製造例1と基本的に同じ製造方法で有機-無機ハイブリッド型錯体を製造し、異なる点は、使用する原料がマグネシウムトリス(2-ベンズイミダゾールメチル)アミン(Mg(NTB))、トリス(2-ベンズイミダゾールメチル)アミンとZn(NOであり、製造例1で使用した脱イオン水の代わりに、HOとEtOHとの混合溶媒(1:1)10Lを使用し、0.002Mマグネシウムトリス(2-ベンズイミダゾールメチル)アミン(Mg(NTB))溶液、0.112Mトリス(2-ベンズイミダゾールメチル)アミン溶液、0.24M Zn(NO溶液をそれぞれ順次調製し、一つずつ混合するとともに、製造過程に添加された希塩酸の質量が純HCl換算で3.7gであることのみである。最終的に、固体生成物519gを得る。
Production example 16
An organic-inorganic hybrid complex was produced by basically the same production method as in Production Example 1, except that the raw materials used were magnesium tris(2-benzimidazolemethyl)amine (Mg 3 (NTB) 2 ), tris ( 2-benzimidazolemethyl)amine and Zn(NO 3 ) 2 , and instead of the deionized water used in Production Example 1, 10 L of a mixed solvent of H 2 O and EtOH (1:1) was used, .002M magnesium tris(2-benzimidazolemethyl)amine (Mg 3 (NTB) 2 ) solution, 0.112M tris(2-benzimidazolemethyl)amine solution, and 0.24M Zn(NO 3 ) 2 solution were prepared in sequence. and mixed one by one, and the mass of diluted hydrochloric acid added in the manufacturing process is 3.7 g in terms of pure HCl. Finally, 519 g of solid product are obtained.

製造例1に類似した試験方法によって、生成物の実験式が(NTB)1.86[ZnO]・Mg0.1であると決定する。また、製造例1に類似した方法によって、対応する無欠陥製品の理論式は(NTB)[ZnO]・Mg0.1として決定された。以上の結果より、本製造例において実際に得られた有機-無機ハイブリッド型錯体は[(NTB)1.860.14][ZnO]・Mg0.1で表される基本単位を有することが分かった。本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体において、欠陥パーセントは7.0%である。 By a test method analogous to Preparation 1, the empirical formula of the product is determined to be (NTB) 1.86 [Zn 4 O].Mg 0.1 . Also, by a method similar to Preparation Example 1, the theoretical formula of the corresponding defect-free product was determined as (NTB) 2 [Zn 4 O]·Mg 0.1 . From the above results, the organic-inorganic hybrid type complex actually obtained in this production example has a basic unit represented by [(NTB) 1.860.14 ][Zn 4 O]·Mg 0.1 . found to have. In the organic-inorganic hybrid complex produced in this production example, the defect percentage is 7.0%.

比較製造例1
一般的な方法に従って、無欠陥の有機-無機ハイブリッド型錯体(CN)Fe・Naを製造する。具体的には、等モルのFeCl(127g)とNaFe(CN)(304g)を原料として秤量する。前記二つの原料をそれぞれ10Lの脱イオン水に添加して、0.1M FeCl溶液と0.1M NaFe(CN)溶液を調製する。二つの溶液をそれぞれ約80℃に加熱し、且つこの温度を維持する。FeCl溶液を約1mL/minの速度でNaFe(CN)溶液に滴下して、共沈反応を発生させて沈澱物を得る。反応が完了した後、反応混合物を約80℃で約24時間エージングさせる。その後、吸引濾過によって固体生成物を回収する。次いで、回收した固体生成物を約150℃の温度で約10時間活性化する。最終的に、固体生成物146gを得る。
Comparative production example 1
A defect-free organic-inorganic hybrid complex (CN) 3 Fe·Na is produced according to a general method. Specifically, equimolar amounts of FeCl 2 (127 g) and Na 4 Fe(CN) 6 (304 g) are weighed as raw materials. The two raw materials are respectively added to 10 L of deionized water to prepare 0.1M FeCl2 solution and 0.1M Na4Fe (CN) 6 solution. The two solutions are each heated to about 80° C. and maintained at this temperature. The FeCl 2 solution is dropped into the Na 4 Fe(CN) 6 solution at a rate of about 1 mL/min to cause a coprecipitation reaction to obtain a precipitate. After the reaction is complete, the reaction mixture is aged at about 80° C. for about 24 hours. The solid product is then recovered by suction filtration. The recovered solid product is then activated at a temperature of about 150°C for about 10 hours. Finally, 146 g of solid product are obtained.

本比較製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体には欠陥が存在せず、即ち、欠陥パーセントは0である。 The organic-inorganic hybrid complex prepared in this comparative preparation example is defect-free, ie, the defect percentage is zero.

比較製造例2
製造例1と基本的に同じ製造方法で有機-無機ハイブリッド型錯体を製造し、異なる点は、製造過程に添加された希塩酸の質量が純HCl換算で0.3gであることのみである。最終的に、固体生成物145gを得る。
Comparative production example 2
An organic-inorganic hybrid complex was produced by basically the same production method as in Production Example 1, with the only difference being that the mass of dilute hydrochloric acid added in the production process was 0.3 g in terms of pure HCl. Finally, 145 g of solid product are obtained.

製造例1と同じ特徴付け方法によって、本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体が[(CN)2.9850.015]Fe・Na0.99で表される基本単位を有すると決定する。本比較製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体において、欠陥パーセントは0.5%である。 By the same characterization method as in Production Example 1, the organic-inorganic hybrid complex produced in this Production Example has a basic unit represented by [(CN) 2.9850.015 ]Fe·Na 0.99 . Then decide. In the organic-inorganic hybrid complex produced in this comparative production example, the defect percentage is 0.5%.

比較製造例3
製造例1と基本的に同じ製造方法で有機-無機ハイブリッド型錯体を製造し、異なる点は、製造過程に添加された希塩酸の質量が純HCl換算で23.1gであることのみである。最終的に、固体生成物97gを得る。
Comparative production example 3
An organic-inorganic hybrid complex was produced by basically the same production method as in Production Example 1, the only difference being that the mass of diluted hydrochloric acid added in the production process was 23.1 g in terms of pure HCl. Finally, 97 g of solid product are obtained.

製造例1と同じ特徴付け方法によって、本製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体が[(CN)1.81.2]Fe・Na0.1で表される基本単位を有すると決定する。本比較製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体において、欠陥パーセントは40.0%である。 By the same characterization method as in Production Example 1, the organic-inorganic hybrid complex produced in this Production Example has a basic unit represented by [(CN) 1.81.2 ]Fe·Na 0.1 . Then decide. In the organic-inorganic hybrid complex produced in this comparative production example, the defect percentage is 40.0%.

比較製造例4
比較製造例1と基本的に同じ方法で、一般的な製造方法に従って無欠陥の有機-無機ハイブリッド型錯体(cbIm)Coを製造し、異なる点は、使用する原料がCo(NOと5-クロロベンズイミダゾールであり、且つ比較製造例1で使用した脱イオン水の代わりに、HOとDMFとの混合溶媒(1:1)10Lを使用し、比較製造例1における0.1M FeCl溶液と0.1M NaFe(CN)溶液の代わりに、0.1M Co(NO溶液と0.2M 5-クロロベンズイミダゾール溶液をそれぞれ調製して、共沈反応に使用することである。最終的に、固体生成物326gを得る。
Comparative production example 4
A defect-free organic-inorganic hybrid type complex (cbIm) 2 Co was produced according to a general production method basically in the same manner as in Comparative Production Example 1, except that the raw material used was Co(NO 3 ) 2 . and 5-chlorobenzimidazole, and instead of the deionized water used in Comparative Production Example 1, 10 L of a mixed solvent of H 2 O and DMF (1:1) was used. Instead of 1 M FeCl2 solution and 0.1 M Na4Fe (CN) 6 solution, 0.1 M Co( NO3 ) 2 solution and 0.2 M 5-chlorobenzimidazole solution were prepared, respectively, for the coprecipitation reaction. is to use. Finally, 326 g of solid product are obtained.

本比較製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体には欠陥が存在せず、即ち、欠陥パーセントは0である。 The organic-inorganic hybrid complex prepared in this comparative preparation example is defect-free, ie, the defect percentage is zero.

比較製造例5
比較製造例1と基本的に同じ方法で、一般的な製造方法に従って無欠陥の有機-無機ハイブリッド型錯体(BTC)Cu・Kを製造し、異なる点は、使用する原料がトリメシン酸三カリウム塩、トリメシン酸とCu(NOであり、且つ製造例1で使用した脱イオン水の代わりに、HOとEtOHとの混合溶媒(1:1)10Lを使用し、0.05Mトリメシン酸三カリウム塩溶液、0.25Mトリメシン酸溶液、0.45M Cu(NO溶液をそれぞれ順次調製し、一つずつ混合することのみである。最終的に、固体生成物832gを得る。
Comparative production example 5
A defect-free organic-inorganic hybrid complex (BTC) 2 Cu 3 ·K was produced according to a general production method by basically the same method as in Comparative Production Example 1, the difference being that the raw material used was trimesic acid. Potassium salt, trimesic acid and Cu(NO 3 ) 2 , and instead of the deionized water used in Preparation Example 1, 10 L of a mixed solvent of H 2 O and EtOH (1:1) was used; 05M trimesic acid tripotassium salt solution, 0.25M trimesic acid solution and 0.45M Cu(NO 3 ) 2 solution are prepared in sequence and mixed one by one. Finally, 832 g of solid product are obtained.

本比較製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体には欠陥が存在せず、即ち、欠陥パーセントは0である。 The organic-inorganic hybrid complex prepared in this comparative preparation example is defect-free, ie, the defect percentage is zero.

比較製造例6
比較製造例1と基本的に同じ方法で、一般的な製造方法に従って無欠陥の有機-無機ハイブリッド型錯体(BDC)[Fe(OH)0.80.2]・Li0.5を製造し、異なる点は、使用する原料がテレフタル酸一リチウム塩、テレフタル酸、Fe(ClOとHFであり、且つ製造例1で使用した脱イオン水の代わりに、HOとEtOHとの混合溶媒(1:1)10Lを使用し、0.05Mテレフタル酸一リチウム塩溶液、0.05Mテレフタル酸溶液、0.1M Fe(ClO溶液と0.02M HF溶液をそれぞれ順次調製し且つ溶液に一つずつ混合することのみである。最終的に、固体生成物205gを得る。
Comparative production example 6
A defect-free organic-inorganic hybrid type complex (BDC) [Fe(OH) 0.8 F 0.2 ]·Li 0.5 was produced according to a general production method by basically the same method as in Comparative Production Example 1. However, the difference is that the raw materials used are monolithium terephthalate, terephthalic acid, Fe(ClO 4 ) 3 and HF, and H 2 O and EtOH are used instead of the deionized water used in Preparation Example 1. 0.05M monolithium terephthalate solution, 0.05M terephthalic acid solution, 0.1M Fe(ClO 4 ) 3 solution and 0.02M HF solution were prepared in sequence using 10 L of a mixed solvent (1:1) of and only one by one mixed into the solution. Finally, 205 g of solid product are obtained.

本比較製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体には欠陥が存在せず、即ち、欠陥パーセントは0である。 The organic-inorganic hybrid complex prepared in this comparative preparation example is defect-free, ie, the defect percentage is zero.

比較製造例7
比較製造例1と基本的に同じ方法で、一般的な製造方法に従って無欠陥の有機-無機ハイブリッド型錯体(NTB)[ZnO]・Mg0.1を製造し、異なる点は、使用する原料がマグネシウムトリス(2-ベンズイミダゾールメチル)アミン(Mg(NTB))、トリス(2-ベンズイミダゾールメチル)アミンとZn(NOであり、製造例1で使用した脱イオン水の代わりに、HOとEtOHとの混合溶媒(1:1)10Lを使用し、0.002Mマグネシウムトリス(2-ベンズイミダゾールメチル)アミン(Mg(NTB))溶液、0.112Mトリス(2-ベンズイミダゾールメチル)アミン溶液、0.24M Zn(NO溶液をそれぞれ順次調製し、一つずつ混合することのみである。最終的に、固体生成物567gを得る。
Comparative Production Example 7
A defect-free organic-inorganic hybrid complex (NTB) 2 [Zn 4 O]·Mg 0.1 was produced according to a general production method by basically the same method as in Comparative Production Example 1, and the difference was that The starting materials are magnesium tris(2-benzimidazolemethyl)amine (Mg 3 (NTB) 2 ), tris(2-benzimidazolemethyl)amine and Zn(NO 3 ) 2 , and the deionized water used in Production Example 1 10 L of a mixed solvent of H 2 O and EtOH (1:1) was used instead of 0.002 M magnesium tris(2-benzimidazolemethyl)amine (Mg 3 (NTB) 2 ) solution, 0.112 M Tris (2-Benzimidazolemethyl)amine solution and 0.24M Zn(NO 3 ) 2 solution are prepared one by one and mixed one by one. Finally, 567 g of solid product are obtained.

本比較製造例で製造された有機-無機ハイブリッド型錯体には欠陥が存在せず、即ち、欠陥パーセントは0である。 The organic-inorganic hybrid complex prepared in this comparative preparation example is defect-free, ie, the defect percentage is zero.

セパレータの製造
実施例1
厚さが20μmであり、平均孔径が80nmである市販のPP-PEポリマー微細孔薄膜(卓高電子科技会社より、型番20)を基材層として使用する。以上の製造例1で製造された有機-無機ハイブリッド型複合化合物を原料として使用し、市販の接着剤であるポリアクリル酸メチル(湖北諾納有限会社より、CAS:9003-21-8)、市販の接着剤であるアクリル酸-アクリル酸エステル-アクリロニトリルポリマー(湖北諾納有限会社より、CAS:25686-45-7)、市販の安定剤であるカルボキシメチルセルロースナトリウム(化学的に純粋、上海長光企業発展有限会社より、CAS:9004-32-4)、市販の湿潤剤であるポリオキシビニルエーテル(湖北諾納有限会社より、CAS:27252-80-8)と85:6:3:3:3の質量比で均一に混合する。混合するとともに水を加え、固体含有量が約9%であるスラリーを形成する。スクラッチコート法でスラリーを基材層の二つの表面に塗布し、二つの表面においてそれぞれ厚さが約30μmであるウェットコーティングを形成する。前記ウェットコーティングを有する基材層をオープンに移し、約80℃の温度で約60分間乾燥し、コーティング厚さが約5μmであるセパレータを得る。
Separator Production Example 1
A commercially available PP-PE polymer microporous thin film with a thickness of 20 μm and an average pore size of 80 nm (model number 20 from Shukutaka Electronics Co., Ltd.) is used as the substrate layer. Using the organic-inorganic hybrid type composite compound produced in Production Example 1 above as a raw material, a commercially available adhesive, polymethyl acrylate (CAS: 9003-21-8, from Hubei Nono Co., Ltd.), is commercially available. acrylic acid-acrylic acid ester-acrylonitrile polymer (from Hubei Nuona Co., Ltd., CAS: 25686-45-7), commercial stabilizer sodium carboxymethylcellulose (chemically pure, Shanghai Chang Guang Enterprise CAS: 9004-32-4 from Development Co., Ltd.), a commercial wetting agent polyoxyvinyl ether (CAS: 27252-80-8 from Hubei Nuona Co., Ltd.) and 85:6:3:3:3 Mix uniformly in mass ratio. Mix and add water to form a slurry with a solids content of about 9%. The slurry is applied to the two surfaces of the substrate layer by a scratch coating method to form a wet coating having a thickness of about 30 μm on each of the two surfaces. The substrate layer with the wet coating is transferred to the open and dried at a temperature of about 80° C. for about 60 minutes to obtain a separator with a coating thickness of about 5 μm.

得られたコーティングを有するセパレータに対して走査電子顕微鏡(SEM)特徴付け(Sigma300、Carl-Zeiss Jena GmbHより)を行う。得られたSEM写真は図8に示されている。 Scanning electron microscopy (SEM) characterization (Sigma 300, from Carl-Zeiss Jena GmbH) is performed on the separator with the resulting coating. The SEM picture obtained is shown in FIG.

実施例2~16と比較例1~7
実施例1と基本的に同じ方法によって、実施例2~16と比較例1~7においてセパレータを製造し、異なる点は、実施例1で使用した有機-無機ハイブリッド型複合化合物の代わりに、製造例2~16と比較製造例1~7で製造された有機-無機ハイブリッド型複合化合物をそれぞれ使用することのみである。
Examples 2-16 and Comparative Examples 1-7
Separators were produced in Examples 2 to 16 and Comparative Examples 1 to 7 by basically the same method as in Example 1, except that the organic-inorganic hybrid type composite compound used in Example 1 was replaced with The organic-inorganic hybrid composite compounds prepared in Examples 2-16 and Comparative Preparation Examples 1-7 are only used.

実施例17
実施例1と基本的に同じ方法によって、コーティングセパレータを製造し、異なる点は、一定の重量割合の有機-無機ハイブリッド型複合化合物の代わりに、市販のアルミナ(山東碩創化工科技有限会社より)を使用し、有機-無機ハイブリッド型複合化合物とアルミナとの重量比を4:1にすることのみである。
Example 17
A coated separator is manufactured by basically the same method as in Example 1, except that commercial alumina (from Shandong Shuchuan Chemical Technology Co., Ltd.) is used instead of a certain weight ratio of organic-inorganic hybrid type composite compound. is used, and the weight ratio of the organic-inorganic hybrid type composite compound and alumina is set to 4:1.

実施例18~20
実施例17と基本的に同じ方法によって、実施例18~20においてセパレータを製造し、異なる点は、実施例18~20において有機-無機ハイブリッド型複合化合物とアルミナとの重量比がそれぞれ3:2、2:3と1:4であることのみである。
Examples 18-20
Separators were produced in Examples 18 to 20 by basically the same method as in Example 17, except that in Examples 18 to 20, the weight ratio of the organic-inorganic hybrid type composite compound and alumina was 3:2. , 2:3 and 1:4.

対照例1
厚さが20μmであり、平均孔径が80nmである市販のPP-PEポリマー微細孔薄膜(卓高電子科技会社より)をセパレータ(PP-PEベアフィルム)として直接使用する。
Control example 1
A commercially available PP-PE polymer microporous thin film (from Shukutaka Electronic Technology Co., Ltd.) with a thickness of 20 μm and an average pore size of 80 nm is used directly as a separator (PP-PE bare film).

対照例2
実施例1と基本的に同じ方法によって、セパレータを製造し、異なる点は、実施例1で使用した有機-無機ハイブリッド型複合化合物を全て同じ重量のアルミナで代替することのみである。
Control example 2
A separator was manufactured by basically the same method as in Example 1, the only difference being that the organic-inorganic hybrid type composite compound used in Example 1 was all replaced with alumina of the same weight.

電池セルの製造
適用例1
活物質であるNa0.9Fe0.5Mn0.5、導電剤であるアセチレンブラック(Denka Black、日本電化株式会社より)、接着剤であるポリフッ化ビニリデン(HSV 900、Arkema Groupより)を、94:3:3の重量比でN-メチルピロリドン溶媒系において十分に撹拌して、均一に混合し、固体含有量が30%であるスラリーを得る。このスラリーを使用して、転写塗工法によって、厚さが12μmであるAl箔の一方側に、厚さが250μmであるウェットコーティングを形成する。そして前記ウェットコーティングを有するAl箔をオープンに移し、150℃の温度で60分間乾燥し、そしてロールプレス機を使用して60トンの圧力で冷間プレスを行い、正極板を得て、ここでは、Al箔の一方側における乾燥コーティングの厚さは130μmである。
Battery cell manufacturing application example 1
Na 0.9 Fe 0.5 Mn 0.5 O 2 as an active material, acetylene black (Denka Black, from Nippon Denka Co., Ltd.) as a conductive agent, and polyvinylidene fluoride (HSV 900, from Arkema Group) as an adhesive. ) in a weight ratio of 94:3:3 in the N-methylpyrrolidone solvent system with sufficient agitation to mix homogeneously to obtain a slurry with a solids content of 30%. This slurry is used to form a wet coating with a thickness of 250 μm on one side of an Al foil with a thickness of 12 μm by a transfer coating method. Then, the Al foil with the wet coating is transferred to an open, dried at a temperature of 150° C. for 60 minutes, and cold-pressed with a roll press at a pressure of 60 tons to obtain a positive electrode plate, where , the dry coating thickness on one side of the Al foil is 130 μm.

活物質であるハードカーボン、導電剤であるアセチレンブラック、接着剤であるスチレンブタジエンゴム、増粘剤であるカルボキシメチルセルロースナトリウムを、95:2:2:1の割合の重量比で脱イオン水溶媒において十分に撹拌して、均一に混合し、固体含有量が15%であるスラリーを得る。ドクターブレード法によって、このスラリーを厚さが12μmであるAl箔の一方側に塗布し、厚さが120μmであるウェットコーティングを形成する。そして、前記ウェットコーティングを有するAl箔をオープンに移し、150℃の温度で60分間乾燥し、そして冷間プレス机を使用して50トンの圧力で冷間プレスを行い、負極板を得て、ここでは、Al箔における乾燥コーティングの厚さは60μmである。 Hard carbon as an active material, acetylene black as a conductive agent, styrene-butadiene rubber as an adhesive, and carboxymethyl cellulose sodium as a thickener were mixed in a deionized water solvent at a weight ratio of 95:2:2:1. Stir well to mix evenly and obtain a slurry with a solids content of 15%. The slurry is applied to one side of an Al foil with a thickness of 12 μm by a doctor blade method to form a wet coating with a thickness of 120 μm. Then, the Al foil with the wet coating is transferred to an open, dried at a temperature of 150° C. for 60 minutes, and cold-pressed at a pressure of 50 tons using a cold-press machine to obtain a negative electrode plate, Here, the dry coating thickness on the Al foil is 60 μm.

前記正極板、実施例1で得られたセパレータと前記負極板を順次巻回し、寸法が16cm×10cm×2.8cmである巻回積層構造のベア電池セルを形成する。このペア電池セルをスチールケースに入れ、150gの電解液を注入し且つパッケージし、電池セルを得る。前記電解液は、組成が1M NaPFである炭酸プロピレン溶液である。 The positive electrode plate, the separator obtained in Example 1, and the negative electrode plate are sequentially wound to form a bare battery cell having a winding laminate structure with dimensions of 16 cm×10 cm×2.8 cm. This pair of battery cells is put into a steel case, filled with 150 g of electrolyte and packaged to obtain a battery cell. The electrolyte is a propylene carbonate solution with a composition of 1M NaPF6 .

適用例2~20、比較適用例1~7及び対照適用例1と2
適用例1と基本的に同じ方法によって、適用例2~20、比較適用例1~7及び対照適用例1と2において電池セルを製造し、異なる点は、適用例1で使用したセパレータの代わりに、実施例2~20、比較例1~7及び対照例1と2におけるセパレータをそれぞれ使用することのみである。
Application Examples 2-20, Comparative Application Examples 1-7 and Control Application Examples 1 and 2
Battery cells were manufactured in Application Examples 2-20, Comparative Application Examples 1-7 and Control Application Examples 1 and 2 by essentially the same method as in Application Example 1, the difference being that the separator used in Application Example 1 was replaced. In addition, the separators in Examples 2-20, Comparative Examples 1-7 and Control Examples 1 and 2 are used, respectively.

性能試験
以下の性能試験によって、実施例1~20、比較例1~7及び対照例1と2で製造されたセパレータ及び適用例1~20、比較適用例1~7及び対照適用例1と2で製造された電池セルを評価する。
Performance Tests Separators and Application Examples 1-20, Comparative Applications 1-7 and Control Applications 1 and 2 prepared in Examples 1-20, Comparative Examples 1-7 and Control Examples 1 and 2 were tested according to the following performance tests. Evaluate the battery cells manufactured in

試験例1
本試験例において、各セパレータの電解液浸潤性を評価する。具体的には、電解質付きのプロトン型親水性電解液(1M NaPFの炭酸エチレン(EC):炭酸メチルエチル(EMC)=1/1 W/W溶液)1滴(約0.05mL)を水平に置かれたセパレータに滴下する。5分間後に、格子法で電解液浸潤の近似面積を統計する。具体的には、格子法の測定方法は以下のとおりである。5分間後にセパレータの上面を真上から撮影し、そしてその写真において電解液浸潤跡が現れる面積の全てを面積が0.01cmである格子で覆い、画像において電解液浸潤跡に完全に占められる格子を「完全浸潤」と記し、電解液浸潤面積が半分以上である格子も「完全浸潤」と記すが、電解液浸潤が半分未満である格子を「未浸潤」と記す。最終的に、セパレータの電解液浸潤性は、完全浸潤格子の数×0.01に等しく、cmを単位として表す。
Test example 1
In this test example, the electrolyte wettability of each separator is evaluated. Specifically, one drop (about 0.05 mL) of a proton-type hydrophilic electrolyte solution (1M NaPF 6 ethylene carbonate (EC): methyl ethyl carbonate (EMC) = 1/1 W/W solution) was placed horizontally. drip onto the separator placed in the After 5 minutes, the approximate area of electrolyte infiltration is statistically determined by the grid method. Specifically, the measurement method of the grid method is as follows. After 5 minutes, the upper surface of the separator was photographed from directly above, and the entire area where the traces of electrolyte infiltration appeared in the photograph was covered with a grid with an area of 0.01 cm 2 , and the traces of electrolyte infiltration were completely occupied in the image. A grid is described as "completely infiltrated", a grid with an electrolyte solution infiltration area of more than half is also described as "completely infiltrated", and a grid with an electrolyte solution infiltration of less than half is described as "not infiltrated". Finally, the electrolyte wettability of the separator is equal to the number of fully wetted grids times 0.01, expressed in units of cm 2 .

例として、対照例1、比較例1と実施例1のセパレータに対して電解液浸潤性試験を行う時、得られた写真はそれぞれ図9a、9bと9cに示されている。図9a、9bと9cにおいて、「完全浸潤」格子の数がそれぞれ43、272と400であることから、対照例1、比較例1と実施例1のセパレータの電解液浸潤性はそれぞれ0.43cm、2.72cmと4.00cmであることが分かる。 As an example, when the separators of Control Example 1, Comparative Example 1 and Example 1 were subjected to the electrolyte wettability test, the photographs obtained are shown in FIGS. 9a, 9b and 9c, respectively. In Figures 9a, 9b and 9c, the numbers of "completely wetted" grids are 43, 272 and 400, respectively, so that the electrolyte wettability of the separators of Control 1, Comparative Example 1 and Example 1 is 0.43 cm, respectively. 2 , 2.72 cm 2 and 4.00 cm 2 .

試験例2
本試験例において、各セパレータの電解液保持率を評価する。具体的には、寸法が10cm×10cm×25μmであるセパレータ(対照例1のセパレータ表面にコーティングが形成されていないため、その厚さは20μmである)を取り、このセパレータの乾燥重量Wを秤量する。そして、このセパレータを電解液に10時間浸漬した後、密閉容器内に1時間静置し、セパレータ内の電解液を飽和させ、そしてこのセパレータの湿重量Wを秤量する。以下の式に基づいてその電解液保持率を計算する。
Test example 2
In this test example, the electrolytic solution retention rate of each separator is evaluated. Specifically, a separator having dimensions of 10 cm x 10 cm x 25 µm (the thickness of the separator is 20 µm because no coating is formed on the surface of the separator of Control Example 1) is taken, and the dry weight of this separator, W0, is Weigh. After immersing the separator in the electrolytic solution for 10 hours, the separator is allowed to stand still in a closed container for 1 hour to saturate the electrolytic solution in the separator, and the wet weight W of the separator is weighed. The electrolyte retention rate is calculated based on the following formula.

電解液保持率=[(W-W)/W]×100%
これによって得られた電解液保持率は、セパレータにおける電解液収容の容量を特徴付けただけでなく、電解液に対するセパレータの保持能力を具現化したことがわかる。
Electrolyte retention rate = [(WW 0 )/W 0 ] × 100%
It can be seen that the obtained electrolyte retention ratio not only characterized the capacity of the separator to accommodate the electrolyte, but also embodied the ability of the separator to retain the electrolyte.

試験例1と2の評価結果は表1にまとめられている。表1には、各セパレータに使用されたコーティングの基本単位の化学式及び欠陥パーセントが示されている。 The evaluation results of Test Examples 1 and 2 are summarized in Table 1. Table 1 shows the basic unit chemical formula and defect percentage of the coating used for each separator.

表1

Figure 2023536379000002
Table 1
Figure 2023536379000002

試験例3
本試験例において、各電池セルの注液時間を評価する。具体的には、電解液を真空注液によって電池セルに注入し、電解液が離散状態からセパレータ内部に十分に物質移動し、また正負極板内部に物質移動し、電池セルを完全に浸潤するまでに要する時間を記録するとともに、前提として得られた電池セルが正常な性能を有する(100サイクル以内で電解液不足による性能急落現象が発生しない)ことが求められている。
Test example 3
In this test example, the injection time of each battery cell is evaluated. Specifically, the electrolytic solution is injected into the battery cell by vacuum injection, and the electrolytic solution is sufficiently transferred from the discrete state to the inside of the separator, and also transferred to the inside of the positive and negative electrode plates to completely infiltrate the battery cell. In addition to recording the time required until the end of the cycle, it is required that the battery cell obtained as a premise has normal performance (the phenomenon of sudden drop in performance due to lack of electrolyte does not occur within 100 cycles).

試験例4
本試験例において、各電池セルのレート性能を評価する。具体的には、電池セルをArbin電気化学ワークステーション試験チャンネルに入れ、0.1Cのレートで充電終止電圧が4Vになるまで定電流充電し、その後に30分間定電圧充電し、その後にそれぞれ0.1C及び1Cのレートで放電終止電圧が2.5Vになるまで定電流放電し、放電容量をそれぞれ0.1C容量と1C容量として記録する。以下の式に基づいてレート性能を計算する。
レート性能=1C容量/0.1C容量×100%。
Test example 4
In this test example, the rate performance of each battery cell is evaluated. Specifically, the battery cells were placed in an Arbin electrochemical workstation test channel and subjected to constant current charging at a rate of 0.1 C to a charge termination voltage of 4 V, followed by constant voltage charging for 30 minutes, followed by 0 Constant current discharge is performed at rates of 1C and 1C until the final discharge voltage reaches 2.5V, and the discharge capacity is recorded as 0.1C capacity and 1C capacity, respectively. Calculate the rate performance based on the following formula:
Rate performance = 1C capacity/0.1C capacity x 100%.

試験例5
本試験例において、各電池セルのサイクル性能を評価する。具体的には、電池セルをArbin電気化学ワークステーション試験チャンネルに入れ、1Cのレートで充電終止電圧が4Vになるまで定電流充電し、5分間静置した後、1Cのレートで放電終止電圧が2.5Vになるまで定電流放電し、放電容量を記録し、さらに5分間静置し、このようなサイクルを100回繰り返す。以下の式に基づいてサイクル性能を計算する。
サイクル性能=100回目のサイクル容量/1回目のサイクル容量×100%。
Test example 5
In this test example, the cycle performance of each battery cell is evaluated. Specifically, the battery cells were placed in an Arbin electrochemical workstation test channel, charged at a constant current at a rate of 1C until the end-of-charge voltage reached 4V, allowed to stand for 5 minutes, and then discharged at a rate of 1C. Constant current discharge to 2.5 V, record the discharge capacity, allow to stand for another 5 minutes, and repeat such cycle 100 times. Cycle performance is calculated based on the following formula.
Cycle performance = 100th cycle capacity/1st cycle capacity x 100%.

例として、対照適用例1、比較適用例1と適用例1の電池セルのサイクル性能グラフは図10に示されている。 By way of example, the cycle performance graphs of the battery cells of Control Application 1, Comparative Application 1 and Application 1 are shown in FIG.

試験例3~5の評価結果は表2にまとめられている。表2には、各セパレータに使用されたコーティングの基本単位の化学式及び欠陥パーセントも示されている。 The evaluation results of Test Examples 3 to 5 are summarized in Table 2. Also shown in Table 2 are the chemical formulas and defect percentages of the base units of the coatings used for each separator.

表2

Figure 2023536379000003

Figure 2023536379000004
Table 2
Figure 2023536379000003

Figure 2023536379000004

以上の各試験の結果から分かるように、表1に示した結果から、対照例1におけるコーティングを適用していないベアフィルム及び対照例2におけるアルミナコーティングを適用したセパレータに比べて、比較例1~7と実施例1~20におけるセパレータは、電解液浸潤性と電解液保持率の面での性能がいずれも向上したことが分かった。しかし、比較例1~7において、セパレータの性能向上には限界がある。それに応じて、表2に示した結果から、これらのセパレータをそれぞれ含む比較適用例1~7の電池セルは、電池セル注液時間、レート性能とサイクル性能の向上に限界があることが分かった。 As can be seen from the results of each of the above tests, from the results shown in Table 1, compared to the bare film to which no coating was applied in Control Example 1 and the separator to which the alumina coating was applied in Control Example 2, Comparative Examples 1 to 7 and Examples 1 to 20 were found to have improved performance in terms of electrolyte wettability and electrolyte retention rate. However, in Comparative Examples 1 to 7, there is a limit to the performance improvement of the separator. Accordingly, from the results shown in Table 2, it was found that the battery cells of Comparative Application Examples 1 to 7 each containing these separators have limitations in improving the battery cell injection time, rate performance, and cycle performance. .

これに比べて、実施例1~20においてコーティングに本出願の欠陥がある有機-無機ハイブリッド型錯体を適用し、このコーティングを有するセパレータは、電解液浸潤性と電解液保持率の面での性能がさらに著しく向上した。それに応じて、これらのセパレータをそれぞれ含む適用例1~20の電池セルは、電池セル注液時間、レート性能とサイクル性能がいずれもさらに著しく向上した。 In comparison, in Examples 1 to 20, the coatings of the defective organic-inorganic hybrid complexes of the present application were applied, and the separators having the coatings showed excellent performance in terms of electrolyte wettability and electrolyte retention rate. has improved significantly. Accordingly, the battery cells of Application Examples 1 to 20 each containing these separators were significantly improved in the battery cell injection time, rate performance, and cycle performance.

実施例1~16において、セパレータコーティングに含まれる複数の例示的な有機-無機ハイブリッド型錯体には、本出願に規定された欠陥パーセント範囲内の配位子欠陥が導入された。 In Examples 1-16, several exemplary hybrid organic-inorganic complexes included in the separator coating were introduced with ligand defects within the percent defect ranges specified in this application.

表1に示した結果から、無欠陥の有機-無機ハイブリッド型錯体(CN)Fe・Naを使用する比較例1に比べて、実施例1~5のセパレータは、電解液浸潤性と電解液保持率の面での性能が著しく優れていることが分かった。それに応じて、表2に示した結果から、これらのセパレータをそれぞれ含む適用例1~5の電池セルは、比較適用例1の電池セルより、電池セル注液時間、レート性能とサイクル性能のいずれにおいても著しく優れていることが分かった。 From the results shown in Table 1, compared to Comparative Example 1 using a defect-free organic-inorganic hybrid complex (CN) 3 Fe·Na, the separators of Examples 1 to 5 had better electrolyte wettability and electrolyte solution wettability. It was found that the performance in terms of retention was significantly superior. Accordingly, from the results shown in Table 2, the battery cells of Application Examples 1 to 5 each containing these separators were superior to the battery cell of Comparative Application Example 1 in terms of the battery cell injection time, rate performance, and cycle performance. It was also found to be significantly superior in

同様に、表1に示した結果から、無欠陥の有機-無機ハイブリッド型錯体(cbIm)Coを使用する比較例4に比べ、実施例9~13のセパレータは、電解液浸潤性と電解液保持率の面での性能が著しく優れていることが分かったそれに応じて、表2に示した結果から、これらのセパレータをそれぞれ含む適用例9~13の電池セルは、比較適用例4の電池セルより、電池セル注液時間、レート性能とサイクル性能のいずれにおいても著しく優れていることが分かった。 Similarly, from the results shown in Table 1, the separators of Examples 9 to 13 are superior to Comparative Example 4, which uses a defect-free organic-inorganic hybrid complex (cbIm) 2 Co. It was found that the performance in terms of retention rate was significantly excellent. It was found that the battery cell injection time, rate performance, and cycle performance were significantly superior to the cell.

また、表1に示した結果から、それぞれ比較例5~7における対応する無欠陥の有機-無機ハイブリッド型錯体(BTC)Cu・K、(BDC)[Fe(OH)0.80.2]・Li0.5と(NTB)[ZnO]・Mg0.1に比べて、実施例14~16のセパレータは、電解液浸潤性と電解液保持率の面での性能が著しく優れていることが分かった。それに応じて、表2に示した結果から、これらのセパレータをそれぞれ含む適用例14~16の電池セルは、比較適用例5~7の電池セルより、電池セル注液時間、レート性能とサイクル性能のいずれにおいても著しく優れていることが分かった。 Further, from the results shown in Table 1, the corresponding defect-free organic-inorganic hybrid complexes (BTC) 2 Cu 3 ·K and (BDC)[Fe(OH) 0.8 F 0 ] in Comparative Examples 5 to 7, respectively. .2 ]·Li 0.5 and (NTB) 2 [Zn 4 O]·Mg 0.1 , the separators of Examples 14-16 show better performance in terms of electrolyte wettability and electrolyte retention. was found to be significantly superior. Accordingly, from the results shown in Table 2, it can be seen that the battery cells of Application Examples 14 to 16 containing these separators, respectively, have a longer battery cell injection time, rate performance and cycle performance than the battery cells of Comparative Application Examples 5 to 7. It was found to be remarkably excellent in both.

このことから分かったように、有機-無機ハイブリッド型錯体に、本出願に規定された欠陥パーセント範囲内の配位子欠陥を導入して、セパレータコーティング材料としての有機-無機ハイブリッド型錯体による電解液浸潤性改善効果を大幅に促進し、電解液保持率を向上させることによって、電池セル注液速度、及び電池セルのレート性能とサイクル性能を向上させることができる。有機-無機ハイブリッド型錯体への欠陥導入による上記性能の改善は、複数の異なる金属及び/又は配位子に広く適用することができる。 As can be seen from this, the organic-inorganic hybrid complex is introduced with ligand defects within the defect percentage range specified in this application to provide an electrolyte solution with the organic-inorganic hybrid complex as a separator coating material. By significantly promoting the wettability improvement effect and improving the electrolyte retention rate, the battery cell injection rate, and the rate performance and cycle performance of the battery cell can be improved. The performance improvements described above by introducing defects into hybrid organic-inorganic complexes can be broadly applied to a number of different metals and/or ligands.

特に注意すべきこととして、同じ配位子(CN)と同じ金属(Fe)を使用し、導入された欠陥の欠陥パーセントのみが異なる場合、表1に示した結果から、欠陥パーセントが比較的低い比較例2と欠陥パーセントが比較的高い比較例3に比べて、実施例1~5において、セパレータのコーティングに含まれる有機-無機ハイブリッド型錯体における欠陥パーセントが本出願で限定される1~30%の範囲内にあり、セパレータは、電解液浸潤性と電解液保持率の面での性能が著しく優れていることが分かった。それに応じて、表2に示した結果から、これらのセパレータをそれぞれ含む適用例1~5の電池セルは、比較適用例2と3の電池セルより、電池セル注液時間、レート性能とサイクル性能のいずれにおいても著しく優れていることが分かった。 Of particular note, when using the same ligand (CN) and the same metal (Fe) and differing only in the defect percentage of the introduced defects, the results shown in Table 1 show relatively low defect percentages. Compared to Comparative Example 2 and Comparative Example 3, which has a relatively high defect percentage, in Examples 1-5, the defect percentage in the organic-inorganic hybrid complex contained in the separator coating is limited to 1-30% in the present application. It was found that the separator has remarkably excellent performance in terms of electrolyte wettability and electrolyte retention rate. Accordingly, from the results shown in Table 2, it can be seen that the battery cells of Application Examples 1 to 5 each containing these separators had better battery cell injection time, rate performance and cycle performance than the battery cells of Comparative Application Examples 2 and 3. It was found to be remarkably excellent in both.

実施例17~20において、アルミナ(Al)を追加して添加したコーティングをセパレータに適用することにより、セパレータの浸潤特性が合理的な範囲内にあるように保証する前提で、電池セルのレート性能及びサイクル性はさらに良くなった。原因として、有機-無機ハイブリッド型錯体がAlと混合した後、粒子形態の間の相補性により、両者がより緊密に結合することができ、有機-無機ハイブリッド型錯体は、浸潤性を向上させるという作用を果たし、電解液保持率を向上させ、且つ電池セルの注液速度を向上させるが、Alは、剛性が安定したセパレータ構造を提供することができ、両者は相乗作用を果たし、実施例18で採用した混合比で最適な相乗効果を実現させることが考えられる。 In Examples 17-20, the battery cells were tested under the premise that a coating additionally loaded with alumina (Al 2 O 3 ) was applied to the separator to ensure that the wettability properties of the separator were within reasonable limits. 's rate performance and cyclability are even better. The reason is that after the organic-inorganic hybrid complex is mixed with Al 2 O 3 , the complementarity between the particle morphologies allows the two to bind more tightly, and the organic-inorganic hybrid complex exhibits infiltration properties. Al 2 O 3 can provide a separator structure with stable rigidity, and both have a synergistic effect. and achieve the optimum synergistic effect at the mixing ratio adopted in Example 18.

産業上の利用可能性
本出願の欠陥がある有機-無機ハイブリッド型錯体は、二次電池用セパレータのコーティングに適用する時、セパレータの電解液浸潤性を改善するという効果を有するとともに、セパレータの電解液保持率を向上させることによって、分極を低減し、二次電池のレート性能及びサイクル寿命を改善することができる。したがって、本出願は、産業上の利用に適する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The defective organic-inorganic hybrid complex of the present application has the effect of improving the electrolyte wettability of the separator when applied to the coating of the separator for secondary batteries, and the electrolysis of the separator. By improving the liquid retention rate, polarization can be reduced and the rate performance and cycle life of the secondary battery can be improved. Therefore, the present application is suitable for industrial use.

1電池パック
2上部筺体
3下部筺体
4電池モジュール
5二次電池
51ケース
52電極アセンブリ
53トップカバーアセンブリ
1 battery pack 2 upper housing 3 lower housing 4 battery module 5 secondary battery 51 case 52 electrode assembly 53 top cover assembly

Claims (21)

有機-無機ハイブリッド型錯体であって、前記有機-無機ハイブリッド型錯体は、式(I)で表される基本単位を少なくとも一つの空間方向に沿って周期的に組み立てて構成され、
[Lx-i][M]・A(I)
式(I)において、
Mは第1の遷移系金属元素を表し、
Cは任意選択的にMと金属クラスターを形成可能な原子、原子団、又はアニオンを表し、
Lは金属M又は金属クラスターMと配位結合を形成する有機架橋配位子を表し、
□は配位子欠陥を表し、
Aは吸蔵及び放出可能な原子又はカチオンを表し、
xは1から4の数値を取り、さらに任意選択的に、1から3の数値を取り、
aは0より大きく4以下の数値を取り、さらに任意選択的に、1から4の数値を取り、
zは0から2の数値を取り、さらに任意選択的に、0から1の数値を取り、
0<i<x、且つ0≦b:a≦1であり、
前記有機-無機ハイブリッド型錯体の欠陥度合いは欠陥パーセントi/x*100%によって表されるとともに、前記欠陥パーセントは1%から30%である、有機-無機ハイブリッド型錯体。
an organic-inorganic hybrid complex, wherein the organic-inorganic hybrid complex is constructed by periodically assembling basic units represented by the formula (I) along at least one spatial direction;
[L x−ii ][M a C b ]·A z (I)
In formula (I),
M represents the first transition metal element,
C optionally represents an atom, group, or anion capable of forming a metal cluster with M;
L represents an organic bridging ligand that forms a coordinate bond with the metal M or the metal cluster M a C b ,
□ represents a ligand defect,
A represents an atom or cation that can be occluded and released,
x takes a number from 1 to 4, and optionally takes a number from 1 to 3;
a takes a number greater than 0 and less than or equal to 4, and optionally from 1 to 4;
z ranges from 0 to 2, and optionally from 0 to 1;
0<i<x and 0≤b:a≤1;
The organic-inorganic hybrid complex, wherein the defect degree of said organic-inorganic hybrid complex is represented by defect percentage i/x*100%, and said defect percentage is from 1% to 30%.
前記欠陥パーセントは2%から20%であり、任意選択的に2.5%から18%であり、さらに任意選択的に5%から10%である、請求項1に記載の有機-無機ハイブリッド型錯体。 Organic-inorganic hybrid according to claim 1, wherein the defect percentage is between 2% and 20%, optionally between 2.5% and 18%, further optionally between 5% and 10%. Complex. 1/2≦x:a≦3である、請求項1又は2に記載の有機-無機ハイブリッド型錯体。 3. The organic-inorganic hybrid complex according to claim 1, wherein 1/2≦x:a≦3. 1/4≦b:a≦1である、請求項1~3のいずれか一項に記載の有機-無機ハイブリッド型錯体。 4. The organic-inorganic hybrid complex according to any one of claims 1 to 3, wherein 1/4≤b:a≤1. 前記MはSc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、CuとZnのうちの一つ又は複数から選択され、さらに任意選択的に、Mn、Fe、Co、CuとZnのうちの一つ又は複数から選択される、請求項1~4のいずれか一項に記載の有機-無機ハイブリッド型錯体。 Said M is selected from one or more of Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and Zn, and optionally Mn, Fe, Co, Cu and Zn The organic-inorganic hybrid complex according to any one of claims 1 to 4, which is selected from one or more of 前記Cは-O-、=O、O2-、S2-、F、Cl、Br、I、CO、-OHとOHのうちの一つ又は複数から選択され、さらに任意選択的に、-O-又は-OHである、請求項1~5のいずれか一項に記載の有機-無機ハイブリッド型錯体。 C is selected from one or more of -O-, =O, O 2- , S 2- , F - , Cl - , Br - , I - , CO, -OH and OH - , and optionally Optionally, the organic-inorganic hybrid complex according to any one of claims 1 to 5, which is -O- or -OH. 前記Lはシアノ基、ベンズイミダゾール系配位子、ポルフィリン系配位子、ピリジン系配位子、ピラゾール系配位子、ピリミジン系配位子、ピペリジン系配位子、ピロリジン系配位子、フラン系配位子、チオフェン系配位子、ピラジン系配位子、ピペラジン系配位子、ピリダジン系配位子、トリアジン系配位子、テトラジン系配位子、インドール系配位子、キノリン系配位子、モルホリン系配位子、カルバゾール系配位子とポリカルボン酸系配位子のうちの少なくとも一つから選択され、ここでは、前記Lにおける一つ又は複数の水素原子は、任意選択的に、一つ又は複数の置換基で置換され、前記置換基は、それぞれシアノ基、ニトロ基、アミノ基、アルデヒド基、カルボキシル基、ハロゲン、C1-C6アルキル基、C1-C6ヒドロキシアルキル基、C1-C6アルコキシ基、C2-C6アルケニル基、C2-C6アルキニル基、C3-C8シクロアルキル基、C6-C10アリール基、C6-C10ヘテロアリール基及びその任意の組み合わせのうちの少なくとも一つから独立して選択され、任意選択的に、前記Lはシアノ基、ベンズイミダゾール系配位子とポリカルボン酸系配位子のうちの少なくとも一つから選択され、さらに任意選択的に、前記Lはシアノ基、ベンズイミダゾール系配位子、トリメシン酸系配位子とテレフタル酸系配位子のうちの少なくとも一つから選択され、さらに任意選択的に、前記Lはシアノ基、5-クロロベンズイミダゾール配位子(cbIm)、トリメシン酸配位子(BTC)、テレフタル酸配位子(BDC)とトリス(2-ベンズイミダゾールメチル)アミン配位子(NTB)のうちの少なくとも一つから選択される、請求項1~6のいずれか一項に記載の有機-無機ハイブリッド型錯体。 L is a cyano group, benzimidazole ligand, porphyrin ligand, pyridine ligand, pyrazole ligand, pyrimidine ligand, piperidine ligand, pyrrolidine ligand, furan ligands, thiophene ligands, pyrazine ligands, piperazine ligands, pyridazine ligands, triazine ligands, tetrazine ligands, indole ligands, quinoline ligands morpholine-based ligands, carbazole-based ligands and polycarboxylic acid-based ligands, wherein one or more hydrogen atoms in said L are optionally is substituted with one or more substituents, each of which is a cyano group, a nitro group, an amino group, an aldehyde group, a carboxyl group, a halogen, a C1-C6 alkyl group, a C1-C6 hydroxyalkyl group, a C1 - independently from at least one of a C6 alkoxy group, a C2-C6 alkenyl group, a C2-C6 alkynyl group, a C3-C8 cycloalkyl group, a C6-C10 aryl group, a C6-C10 heteroaryl group, and any combination thereof; optionally, L is selected from a cyano group, at least one of a benzimidazole-based ligand and a polycarboxylic acid-based ligand, and further optionally, L is a cyano group , benzimidazole-based ligands, trimesic acid-based ligands and terephthalic acid-based ligands, and optionally, L is a cyano group, 5-chlorobenzimidazole coordination (cbIm), a trimesic acid ligand (BTC), a terephthalic acid ligand (BDC) and at least one of a tris(2-benzimidazolemethyl)amine ligand (NTB). Item 7. The organic-inorganic hybrid complex according to any one of Items 1 to 6. 前記AはLi、Na、K、Rb、Cs、Sr、Zn、MgとCaのうちの一つ又は複数の金属元素の原子又はカチオンから選択され、さらに任意選択的に、Li又はNaである、請求項1~7のいずれか一項に記載の有機-無機ハイブリッド型錯体。 said A is selected from atoms or cations of one or more of the metallic elements Li, Na, K, Rb, Cs, Sr, Zn, Mg and Ca, and is further optionally Li or Na; The organic-inorganic hybrid complex according to any one of claims 1 to 7. 式(I)で表される基本単位は、三つの空間方向X’、Y’とZ’のうちの少なくとも一つに沿って周期的に組み立てられ、前記三つの方向X’、Y’とZ’は、それぞれデカルト座標系のX方向、Y方向及びZ方向と0から75度のなす角を成し、任意選択的に5から60度のなす角である、請求項1~8のいずれか一項に記載の有機-無機ハイブリッド型錯体。 The basic units represented by formula (I) are assembled periodically along at least one of three spatial directions X', Y' and Z', and the three directions X', Y' and Z ' forms an angle between 0 and 75 degrees, optionally between 5 and 60 degrees, with the X, Y and Z directions of a Cartesian coordinate system, respectively. The organic-inorganic hybrid complex according to item 1. 式(I)で表される基本単位は、デカルト座標系のX方向、Y方向とZ方向のうちの少なくとも一つの空間方向に沿って周期的に組み立てられる、請求項9に記載の有機-無機ハイブリッド型錯体。 Organic-inorganic according to claim 9, wherein the basic units of formula (I) are assembled periodically along at least one spatial direction of the X, Y and Z directions of a Cartesian coordinate system. Hybrid complex. 式(I)で表される基本単位が少なくとも一つの空間方向に沿って周期的に組み立てられる数は、3から10,000である、請求項1~10のいずれか一項に記載の有機-無機ハイブリッド型錯体。 11. Organic- according to any one of claims 1 to 10, wherein the number by which the basic units of formula (I) are periodically assembled along at least one spatial direction is from 3 to 10,000. Inorganic hybrid complex. 請求項1~11のいずれか一項に記載の有機-無機ハイブリッド型錯体を含む、コーティング組成物。 A coating composition comprising an organic-inorganic hybrid complex according to any one of claims 1-11. 前記コーティング組成物の質量に対して、前記有機-無機ハイブリッド型錯体の含有量は、12wt%から90wt%であり、任意選択的に17wt%から85wt%であり、さらに任意選択的に34wt%から68wt%である、請求項12に記載のコーティング組成物。 Based on the weight of the coating composition, the content of the organic-inorganic hybrid complex is from 12 wt% to 90 wt%, optionally from 17 wt% to 85 wt%, further optionally from 34 wt%. 13. The coating composition of claim 12, which is 68 wt%. 無機粒子をさらに含む、請求項12又は13に記載のコーティング組成物。 14. A coating composition according to claim 12 or 13, further comprising inorganic particles. 前記コーティング組成物における有機-無機ハイブリッド型錯体と前記無機粒子との合計質量に対して、前記有機-無機ハイブリッド型錯体の質量比率は、15wt%から85wt%であり、任意選択的に20wt%から80wt%であり、さらに任意選択的に40wt%から80wt%である、請求項14に記載のコーティング組成物。 The mass ratio of the organic-inorganic hybrid complex to the total mass of the organic-inorganic hybrid complex and the inorganic particles in the coating composition is from 15 wt% to 85 wt%, optionally from 20 wt%. 15. A coating composition according to claim 14, which is 80 wt%, and optionally from 40 wt% to 80 wt%. 前記無機粒子はベーマイト、ゼオライト、モレキュラシーブ、アルミナ、オキシ水酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン及びそれらの混合物のうちの少なくとも一つから選択される、請求項14又は15に記載のコーティング組成物。 The inorganic particles include at least one of boehmite, zeolite, molecular sieves, alumina, aluminum oxyhydroxide, silicon dioxide, aluminum nitride, silicon carbide, magnesium oxide, calcium oxide, zinc oxide, zirconium oxide, titanium oxide, and mixtures thereof. 16. The coating composition of claim 14 or 15, selected from 二次電池用セパレータであって、
ポリマー基材層と、
請求項1~11のいずれか一項に記載の有機-無機ハイブリッド型錯体又は請求項12~16のいずれか一項に記載のコーティング組成物を含み前記ポリマー基材層に塗布されたコーティングとを含む、二次電池用セパレータ。
A separator for a secondary battery,
a polymer substrate layer;
a coating applied to the polymer substrate layer comprising the organic-inorganic hybrid complex according to any one of claims 1 to 11 or the coating composition according to any one of claims 12 to 16; A separator for a secondary battery, including
二次電池であって、
正極と、
負極と、
電解質と、
請求項17に記載の二次電池用セパレータとを含む、二次電池。
a secondary battery,
a positive electrode;
a negative electrode;
an electrolyte;
A secondary battery comprising the secondary battery separator according to claim 17 .
請求項18に記載の二次電池を含む、電池モジュール。 A battery module comprising the secondary battery according to claim 18 . 請求項19に記載の電池モジュールを含む、電池パック。 A battery pack comprising the battery module of claim 19 . 請求項18に記載の二次電池、又は請求項19に記載の電池モジュール、又は請求項20に記載の電池パック、又はそれらの組み合わせを含む、電力消費装置。 A power consumption device comprising the secondary battery according to claim 18, the battery module according to claim 19, the battery pack according to claim 20, or a combination thereof.
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